Question

高錳酸鉀是常用的氧化劑。工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2)為原料制備高錳酸鉀晶體。中間產(chǎn)物為錳酸鉀。下圖是實驗室模擬制備的操作流程：

相關資料：

①物質溶解度      

物質	KMnO4	K2CO3	KHCO3	K2SO4	CH3COOK
20℃溶解度	6.4	111	33.7	11.1	217

②錳酸鉀

外觀性狀：墨綠色結晶。其水溶液呈深綠色，這是錳酸根(MnO42—)的特征顏色。

化學性質：在強堿性溶液中穩(wěn)定，在酸性、中性和弱堿性環(huán)境下，MnO42—會發(fā)生歧化反應。

試回答下列問題：

(1)煅燒軟錳礦和KOH固體時，不采用石英坩堝而選用鐵坩堝的理由是______________；

實驗中用鐵坩堝煅燒暴露在空氣中的固體混合物發(fā)生反應的化學方程式為_______。

(2)實驗時，若CO2過量會生成KHCO3，導致得到的KMnO4產(chǎn)品的純度降低。請寫出實驗中通入適量CO2時體系中可能發(fā)生反應離子方程式 ：                            ；

其中氧化還原反應中氧化劑和還原劑的質量比為_________________________。

(3)由于CO2的通人量很難控制，因此對上述實驗方案進行了改進，即把實驗中通CO2改為加其他的酸。從理論上分析，選用下列酸中________ ，得到的產(chǎn)品純度更高。

     A．醋酸             B．濃鹽酸             C．稀硫酸

(4)工業(yè)上一般采用惰性電極電解錳酸鉀溶液制取高錳酸鉀，試寫出該電解反應的化學方程式_______________________________________；

傳統(tǒng)工藝采用無膜電解法由于副反應發(fā)生，Mn元素利用率和電流效率都會偏低。有同學聯(lián)想到離子交換膜法電解飽和食鹽水提出改進方法：可用陽離子交換膜分隔兩極區(qū)進行電解(如圖)。

圖中A口加入的溶液最好為__________。

使用陽離子交換膜可以提高Mn元素利用率的原因為___________________________________。

Answer 1

   ⑴強堿腐蝕石英(1分)         

     2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O(2分)

   (2)3MnO42—+2CO2═2MnO4—+MnO2↓+2CO3 2—(2分)     

     2OH—+CO2═CO3 2—+H2O(2分)  

     1:2(2分) 

   (3)A(1分) 

   (4)2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH (2分)          KOH溶液(1分)     

     陽離子交換膜防止錳酸根進入陰極區(qū)被還原(2分)