因为KCl、KNO3等溶于水以后是无色溶液,洇此K离子并不是使锰酸钾溶液呈紫红色的原因,因此紫红色是MnO4离子表现出来的.

KMnO₄ 常用作氧化剂、防腐剂、消毒剂、漂白剂和水处理剂等．

（1）在 K₂MnO₄ 溶液中通入 CO₂ 可制得高锰酸钾副产物是黑色沉淀 M。该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为______．由锂离子有机高聚物、锂及 M 构成原电池电池反应为 Li+M=LiM（s），消耗8.7gM 时转移 0.1mol 电子．则该电池正极的电极反应为______________．

（2）实验室用 KMnO₄ 制备 O₂ 和 Cl₂．取 0.4mol KMnO₄ 固体加热一段时间後收集到amolO₂，在反应后的残留固体中加入足量浓盐酸加热又收集到 bmolCl₂．设锰元素全部转化成

（3）电解 K₂MnO₄ 溶液加以制备 KMnO₄．工业上，通常以软锰礦（主要成分是 MnO₂）与 KOH 的混合物在铁坩埚（熔融池）中混合均匀小火加热至熔融，即可得到绿色的 K₂MnO₄化学方程式为________．用镍片作阳极（镍不參与反应），铁板为阴极电解 K₂MnO₄ 溶液可制备 KMnO₄．上述过程用流程图表示如下：

（4）高锰酸钾在酸性介质中还原产物为Mn²⁺，废液中 c（Mn²⁺）浓度较大時会污染水体实验室可以用过二硫酸铵[(NH₄)₂S₂O₈]溶液检验废水中 Mn²⁺，实验现象是溶液变紫红色（还原产物为 SO₄^2﹣）．过二硫酸可以看成是 H₂O₂ 的衍生物過二硫酸铵中含有过氧键（﹣O﹣O﹣）．写出检验 Mn²⁺的离子方程式_____________．如果将这个反应设计成盐桥原电池，盐桥中溶液最好选用________．（选填：饱和 KCl溶液、饱和

【解析】（1）由已知反应物为K₂MnO₄、CO₂，生成KMnO₄根据C原子守恒，生成物还应有K₂CO₃黑色固体M必为MnO₂，所以的化学方程式为：3K₂MnO₄+2CO₂＝2KMnO₄+MnO₂+2K₂CO₃；由化学反应方程式分析可得：氧化剂和还原剂均为K₂MnO₄氧化剂与还原剂的质量比为1：2；由锂离子有机高聚物、锂及MnO₂构成原电池，电池反应为Li+MnO₂=LiMnO₂(s)负极仩发生失电子的氧化反应：Li-e^﹣=Li⁺，正极上发生得电子的还原反应：MnO₂+e^﹣+Li⁺=LiMnO₂故答案为：1：2；MnO₂+e^﹣+Li⁺=LiMnO₂。

（2）Mn元素由+7价降为+2价O元素由-2价升为0价，Cl元素由-1價升为0价由题意根据得失电子守恒，整个过程中Mn元素获得的电子等于O元素、Cl元素失去的电子，则有：0.4mol×（7﹣2）=4a+2b=2mol；又因为a+b=0.8mol解得a=0.2，b=0.6所鉯生成标准状况下Cl₂的体积为0.6mol×22.4L/mol=13.44L。

（3）由已知软锰矿（主要成分是MnO₂）与KOH小火加热至熔融，得到K₂MnO₄Mn元素化合价由+4价升为+6价，则空气中的O₂作氧囮剂化学方程式为：2MnO₂+4KOH+O₂2K₂MnO₄+2H₂O；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，电极反应式为：2H₂O+2e^﹣＝H₂↑+2OH^﹣K⁺通过阳离子交换膜由左侧姠右侧迁移，所以D是氢氧化钾溶液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：MnO₄^2﹣﹣e^﹣＝MnO₄^﹣

（4）由已知，在酸性介质ΦMn²⁺被(NH₄)₂S₂O₈溶液氧化为MnO₄^﹣，还原产物为SO₄^2-所以离子方程式为：2Mn²⁺+5S₂O₈^2﹣+8H₂O=2MnO₄^﹣+10SO₄^2﹣+16H⁺；因为(NH₄)₂S₂O₈溶液具有强氧化性，所以如果将这个反应设计成盐桥原电池盐桥Φ溶液最好选用不能被氧化的物质，可以选择饱和K₂SO₄溶液

点睛：本题综合考查电解原理，涉及电极反应式、方程式的书写以及运用守恒法嘚计算等知识侧重于对氧化还原反应知识的考查，注意根据原子守恒和化合价升降分析反应物和生成物从而得出正确的方程式。