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制作高锰酸钾

纯理论讨论,实际操作请参考相关文献。注意!KMnO4为危险品,请注意安全。

二氧化锰是软锰矿的主要成分。以软锰矿为主要原料制取KMnO4,分两步进行

第一步是将+ 4 价锰氧化成为+ 6 价;

第二步是使+ 6 价锰歧化制得含+ 7 价锰的KMnO4。

(1)

由于四价锰遇强氧化剂即可氧化为高价化合物,

在碱性溶液中, 空气里的氧就能将它们氧化为锰酸盐。

所以, 软锰矿和苛性钾混合, 在473K~543K 下加热熔融并通入空气, 即可制得K2MnO4。

反应方程式 2MnO2 + 4KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O

如果加入氧化剂KClO3 或KNO3 共熔, 以代替空气中的氧,转化反应可以进行得更快,

方程式 3MnO2 + 6KOH + KClO3 = 3K2MnO4 + KClO3 + 3H2O

在实验室中, 用无机化学固体试剂MnO2代替软锰矿。

(2)

由于MnO42 - 有进行歧化反应的倾向:

3MnO42 - + 2H2O =MnO2 +MnO4- + 4OH- 或  3MnO42 - + 4H+ =MnO2 +MnO4- + 2H2O

在碱性溶液中, 平衡移向左方, 溶液呈绿色, MnO42 - 歧化的倾向很小。

在强碱性介质中, K2MnO4是稳定的, 不会转变为KMnO4。

如果向溶液中加酸, 使溶液碱性降低, 平衡就向右移动,

绿色的MnO42 - 歧化而成紫色的MnO4-和MnO2。这样便可制得KMnO4。

因此, 可以向MnO42 - 的碱性溶液中通入二氧化碳或加入醋酸等弱酸来促进K2MnO4的歧化:

3K2MnO4 + 2CO2 = 2KMnO4 +MnO2 + 2K2CO3

3K2MnO4 + 4HAc = 2KMnO4 +MnO2 + 4KAc + 2H2O

用这样的方法制备KMnO4, 有三分之一的锰被还原为二氧化锰。

为提KMnO4的转化率, 通常在K2MnO4溶液中通入氯气:

Cl2 + 2K2MnO4 = 2KMnO4 + 2KCl

或用电解法对K2MnO4溶液进行电解, 得到KMnO4:

阳极: 2MnO42 - - 2e - = 2 MnO4-

阴极: 2H2O + 2e - = 2OH- + H2 ↑

总反应: 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2 ↑

不要追问,没有其他可说的

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