题目题型: 简答题难度: 一般来源:唐山模拟
化学--选修2:化学与技术
KMnO4是一种常用的强氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产.即在反应器中碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再在电解槽中用铂板作用阳极,铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下所示:
回答下列问题:
(1)写出反应器中反应的方程式______
(2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量较低的贫矿中Al的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量偏离,用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因______.
(3)写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式阴极:______阳极:______.
(4)在传统工艺中,得到K2MnO4后,向其溶液中避入CO2制备KMnO4,配平方程式:K2MnO4+CO2=KMnO4+MnO2+K2CO3将所得到的KMnO4配成0.1mol•L-1KMnO4溶液,滴定20.00mL未知浓度的FeCl2液,消耗KMnO4溶液30.00mL.滴定达到终点时的现象为:______,则FeCl2溶液的浓度为______mol/L.
答案
(1)二氧化锰和氢氧化钾、氧气发生生成锰酸钾和水,反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O,
故答案为:4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O;
(2)氧化铝是两性氧化物,既能与强酸反应也能与强碱反应,所以氧化铝和强碱反应生成偏铝酸盐和水,反应的离子方程式为2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O,
故答案为:2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O;
(3)电解锰酸钾溶液时,阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为2MnO42--2e-=2MnO4-,
故答案为:阴极:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极:2MnO42--2e-=2MnO4-;
(4)氯化亚铁有还原性,高锰酸钾有强氧化性,所以氯化亚铁能被高锰酸钾氧化成氯化铁,故滴定达到终点时的现象为:溶液从浅绿色变为紫红色并且在30秒内不褪色;
设氯化亚铁溶液的浓度为C.
5Fe2++8H++MnO4-=5Fe3++Mn2++4H2O
5mol 1mol
0.02Cmol 0.003mol
C=0.75mol•L-1
故答案为:溶液从浅绿色变为紫红色并且在30秒内不褪色;0.75.
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