Question

【題目】高錳酸鉀可用于生活消毒，是中學化學常見的氧化劑。工業上,用軟錳礦( 主要成分MnO2)制高錳酸鉀的流程如下(部分條件和產物省略):

請回答下列問題：

（1）在“水浸”過程中，提高K2MnO4浸出率(浸出的K2MnO4質量與“熔塊”質量之比)的措施有_______( 至少寫出兩點)。

（2）“熔融”過程中發生反應的化學方程式為___________。

（3）CO2 與K2MnO4反應的離子方程式為___________。

（4）“電解”過程中使用的是惰性電極，則:

①陽極反應的方程式為__________。

②陰極附近溶液的pH將__________。(填“增大”“減小” 或“ 不變”)。

（5）在上述過程中產生的Mn2+會對環境造成污染。工業上，通過調節pH使廢水中的Mn2+形成Mn(OH)2 沉淀。當pH=10時，溶液中的c(Mn2+)=______(已知:Ksp[Mn(OH)2]=2.0×10-13。相關數據均在常溫下測定)。

Answer 1

【答案】 將“熔塊”粉碎、加熱、攪拌等； 2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O 3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32- MnO42--e-=MnO4- 增大 2.0×10-5mol/L

【解析】（1）在“水浸”過程中，提高K2MnO4浸出率，實際就類似初中學習的如何加速溶解，所以答案是攪拌，加熱，粉碎等方法。

（2）熔融中在氫氧化鉀存在下用空氣中的氧氣將MnO2氧化為錳酸鉀，生成物中一定有水，根據化合價升降相等和原子個數守恒配平，即得到：2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4 + 2H2O。

（3）從圖中看出向錳酸鉀溶液中通入二氧化碳氣體，得到高錳酸鉀、二氧化錳和碳酸鉀，根據化合價升降相等和原子個數守恒配平，即得到：3MnO42-+2CO2=2MnO4-+ MnO2↓ + 2CO32-。

（4）①電解錳酸鉀溶液的目的是得到高錳酸鉀，所以陽極的反應一定是錳酸根離子失電子得到高錳酸根離子，反應為：MnO42--e-=MnO4-。

②電解的陰極應該是水電離的氫離子得電子轉化為氫氣，所以水電離的氫氧根離子會剩余在溶液中，且濃度逐漸增大，所以陰極附近溶液的pH將增大。

（5）當pH=10時，溶液中的c(H+)=1×10-10mol/L，c(OH-)=1×10-4mol/L，所以當pH=10時，溶液中的c(Mn2+)=。