Question

11．高錳酸鉀是中學常用的試劑．工業(yè)上用軟錳礦制備髙猛酸鉀流程如下．
（1）寫出反應①的化學方程式3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，操作I的名稱是過濾，若碳酸鉀在100℃時溶解度約為156g，髙錳酸鉀在100℃時的溶解度約為48g，操作Ⅱ采用濃縮結晶得到KMn0₄粗晶體．
（2）上述流程中可以循環(huán)使用的物質有MnO₂、KOH（寫化學式），鑒于此現(xiàn)用100噸軟錳礦（含MnO₂　87.0%），理論上可生產KMnO₄晶體158噸（不考慮制備過程中原料的損失）．
（3）高錳酸鉀還可以用電解法制備：

陽極的電極反應為MnO₄^2--e^-=MnO₄^-，B物質是H₂寫化學式），可以循環(huán)使用的物質是KOH寫化學式）．

Answer 1

分析 （1）由工藝流程轉化關系可知，K₂MnO₄與二氧化碳反應生成高錳酸鉀、碳酸鉀和二氧化錳；分離固體與溶液，采用過濾操作，利用KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上進行分離；
（2）最初反應物中和最終生成物中含有的物質就能循環(huán)利用；根據錳原子守恒計算；
（3）陽極發(fā)生氧化反應，MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；陰極反應還原反應，2H⁺+2e^-=H₂，溶液中剩余的OH^-與K⁺生成C溶液KOH溶液．

解答 解：（1）由工藝流程轉化關系可知，K₂MnO₄與二氧化碳反應生成高錳酸鉀、碳酸鉀和二氧化錳，方程式為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂，操作I是分離固體與溶液，是過濾操作，KMnO₄和K₂CO₃在溶解性上不同采用熱的情況下采用濃縮結晶的方式可分離，
故答案為：3K₂MnO₄+2CO₂═2KMnO₄+2K₂CO₃+MnO₂；過濾；濃縮結晶；
（2）在開始的反應物和最終的生成物中都含有MnO₂和KOH，所以二氧化錳和氫氧化鉀能循環(huán)使用；根據錳原子守恒，理論上可生產KMnO₄晶體質量為：$\frac{100噸×87.0%}{87g/mol}$×158g/mol=158噸，
故答案為：MnO₂；KOH；158；
（3）陽極發(fā)生氧化反應，化合價升高，電極反應式為MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；陰極反應還原反應，2H⁺+2e^-=H₂，溶液中剩余的OH^-與K⁺生成C溶液KOH溶液，B物質為H₂，KOH可以循環(huán)利用；
故答案為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；H₂；KOH．

點評 本題考查電解原理、氧化還原反應、化學計算和對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學生具有扎實的基礎知識與靈活運用知識解決問題的能力．