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.即在反应器中在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： ⑶写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式 阴极：___________________________；为什么阴极反应如图所示,而不是H2O+O2+4e-==4OH-?
问题描述：
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.即在反应器中在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： ⑶写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式 阴极：___________________________；为什么阴极反应如图所示,而不是H2O+O2+4e-==4OH-?
答
阳极反应：MnO4 2- - e- = MnO4-
阴极： 2H2O + 2e- = H2（气体） + 2OH-
电解池反应： 2K2MnO4 + 2H2O= 2KMnO4 +2KOH + H2 （气体）
在原电池中,溶液中的氢离子浓度较小,且无较大浓度的氢后金属离子时,正极的方程式可以是02+H2O+4e=4OH-
但在电解池中,阴极上一般是由溶液中的阳离子去得电子,无论氢离子浓度大小,空气中的氧气一般都不会得电子.
在K2MnO4溶液中,阳离子只有钾离子和氢离子两种,氢离子放电能力大于钾离子,极在阴极上由氢离子得电子产生氢气,而氢离子得电子破坏水的电离平衡,可使氢氧根离子浓度增大,故有：2H2O+2e— = H2↑+2 OH—