Question

KMnO₄是一種常用的強氧化劑，工業上可以以軟錳礦（主要成分MnO₂，另含Al₂O₃、SiO₂雜質）為原料，通過液相法生產。即在堿性條件下用氧氣氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分離后得到K₂MnO₄，再用鉑板作陽極，鐵作陰極電解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，簡略生產過程如下所示：

回答下列問題：
（1）寫出反應器中反應的方程式                                      
（2）生產過程中最好使用含MnO₂80%以上的富礦，因為MnO₂含量最低的貧礦會導致KOH消耗量偏高，用離子方程式表示KOH消耗偏高的原因                 、
                           。
（3）寫出電解槽中陰極和陽極的電極反應方程式
陰極：                      ；陽極：                     。
在電解法中循環Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物質是                  。
（4）在傳統工藝中，得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制備KMnO₄，配平方程式：
       K₂MnO₄+    CO₂=      KMnO₄+    MnO₂+    K₂CO₃
與傳統法相比，液相法的優點是：__                    _________。

Answer 1

（11分）（1）4KOH+2MnO₂+O₂=2K₂MnO₄+2H₂O（2分）
（2）2OH^—+Al₂O₃=2AlO₂^—+H₂O   2OH^—+SiO₂= SiO ₃^2—+H₂O（2分）
（3）陰極：2H2O+2e^— = H₂↑+2 OH^—（1分）(寫成2H⁺+2e^—=H₂↑也給分)
陽極：2MnO₄^2—-2e^—=2MnO₄^—（1分）    KOH（1分）
（4）3 K₂MnO₄+ 2CO₂= 2 KMnO₄+ 1 MnO₂+ 2 K₂CO₃（1分）   產率高（1分）

略