工业上以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料，可生产锰或高锰酸钾等产品．（1）用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式表示）3MnO2+4Al高温.3Mn+2Al2O33MnO2+4Al高温.3Mn+2Al2O3．（2）用MnO2

Question

工业上以软锰矿（主要成分为MnO₂）为原料，可生产锰或高锰酸钾等产品．
（1）用铝与软锰矿冶炼锰的原理是（用化学方程式表示）

3MnO₂+4Al(高温.)/()3Mn+2Al₂O₃

3MnO₂+4Al(高温.)/()3Mn+2Al₂O₃

．
（2）用MnO₂和KOH为原料制取高锰酸钾，主要生产过程分两步进行．第一步将MnO₂和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K₂MnO₄；第二步将K₂MnO₄的浓溶液进行电解，在阳极上得到KMnO₄．试回答以下问题：
①第一步反应中MnO₂发生______反应（填“氧化”或“还原”），连续搅拌的目的是______．
②生产过程中最好使用含MnO₂ 80%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消耗增加，用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因______．
③写出第二步反应电解槽中阴极和阳极的电极反应式．
阴极：______，
阳极：______．
（3）MnO₂在H₂O₂分解反应中作催化剂．该反应分为两步：
①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑
②______．
（4）MnO₂可用于制作干电池，总反应为：Zn+2MnO₂+2NH₄⁺=Zn²⁺+Mn₂O₃+2NH₃+H₂O，现将两节该电池串联后为小灯泡供电，当电路上通过0.2mol电子时，两节电池中消耗的锌的总质量为______．

Answer 1

（1）高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，反应的方程式为3MnO₂+4Al(高温.)/()3Mn+2Al₂O₃，故答案为：3MnO₂+4Al(高温.)/()3Mn+2Al₂O₃；
（2）①Mn元素化合价升高，被氧化，充分搅拌有利于固体充分接触而反应，故答案为：氧化；使固体充分反应；
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2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-，
故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；2MnO₄^2--2e^-=2MnO₄^-；
（3）MnO₂在H₂O₂分解反应中作催化剂，总方程式为2H₂O₂(MnO2.)/()2H₂O+O₂↑，①MnO₂+H₂O₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O+O₂↑，总方程式减去①可得到②反应式为2Mn²⁺+2H₂O+O₂=2MnO₂+4H⁺，故答案为：2Mn²⁺+2H₂O+O₂=2MnO₂+4H⁺；
（4）当电路上通过0.2mol电子时，消耗0.1molZn，质量为0.1mol×65g/mol=6.5g，故答案为：6.5g．