配制高锰酸钾溶液的方法是什么?
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发布时间：2023-11-15 21:05
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时间：2024-10-29 02:05
高锰酸钾（KMnO4，Mr=158.04），无机化合物，紫黑色针状结晶。溶解度：6.38 g/100 mL（20℃）。正交晶系。1659年被西方人发现。中文俗称： 灰锰氧。
在化学品生产中，广泛用作为氧化剂，如用作制糖精，维生素C、异烟肼及安息香酸的氧化剂；在医药上用作防腐剂、消毒剂、除臭剂及解毒剂；在水质净化及废水处理中，作水处理剂，以氧化硫化氢、酚、铁、锰和有机、无机等多种污染物，控制臭味和脱色；在气体净化中，可除去痕量硫、砷、磷、硅烷、硼烷及硫化物；在采矿冶金方面，用于从铜中分离钼，从锌和镉中除杂，以及化合物浮选的氧化剂；还用于作特殊织物、蜡、油脂及树脂的漂白剂，防毒面具的吸附剂，木材及铜的着色剂等。
由于实验室的大量需求，高锰酸钾被大规模地制造。一般常见的制备方法有以下两种：矿石中取得的二氧化锰和氢氧化钾在空气中或混合*钾（提供氧气）加热，产生锰酸钾，再于碱性溶液中与氧化剂进行电解化得到高锰酸钾。
或者也可以通过Mn离子和二氧化铅（PbO2）或铋酸钠（NaBiO3）等强氧化剂的反应产生。此反应也用于检验Mn离子的存在，因为高锰酸钾的颜色明显。
工业上制备KMnO4较为简便的方法是用铂作阴极电解氧化K2MnO4：首先用KOH将含60%MnO2的矿石转化为K2MnO4，再电解氧化生成KMnO4。
氢氧化钾水溶液加二氧化锰和氯酸钾共同煮沸、蒸发，余渣熔为浆状后用水浸渍，再通以氯气、二氧化碳及臭氧，或用电解锰酸盐的碱性溶液也可制得。
KMnO4也可用PbO2或NaBiO3在碱性条件下氧化锰（Ⅱ）盐来制取，低浓度碱有利于锰（Ⅱ）的形成。
1.焙烧法-电解法：将软锰矿与氢氧化钾混合成浆料，用压缩空气将物料喷入焙烧转炉，在250~300℃下氧化成锰酸钾。焙烧物用稀碱液或洗涤水浸取，经过滤、除杂质得锰酸钾。
由于固相法传质、传热困难，操作环境差，设备庞大，能耗高，将逐渐被淘汰。锰酸钾电解氧化制取高锰酸钾的过程与液相法相同。作为食品添加剂的高锰酸钾，还需经重结晶以除去重金属和砷等。
2.液相氧化法-电解法：将软锰矿粉（0.074mm）与200℃以上80%的氢氧化钾溶液混合，并在300℃下，在第一反应器中通空气，使二氧化锰氧化成亚锰酸钾，然后溢流至第二反应器进一步氧化成锰酸钾。反应液经热过滤，用100℃、60%的KOH溶液洗涤，滤饼溶于稀碱液或洗涤水，经沉淀、分离和除杂后得锰酸钾。
锰酸钾用系统内的电解终液调制成电解始液，组成如下：锰酸钾≥180g/L；碳酸钾<60/L；氢氧化钾50~60g/L。电解始液在60℃下进入钢板制成的电解槽，阳极用镍板（或镀镍钢板），阴极用铁条。阳极与阴极的面积比为1:（8～10），电流容量为1000A/m3，阳极电流密度为60～100A/m2，槽电压2.25～2.5V，板距50～100mm。锰酸钾在阳极被氧化成高锰酸钾，大部分结晶析出。冷却后经离心分离得含量为94%左右的高锰酸钾粗品，经重结晶后得含量为99.3%的高锰酸钾结晶。
电解终液呈紫红色，含锰酸300~400g/L，氢氧化钾110~120g/L，以及电解中伴生的碳酸钾，经蒸发分别回收利用，部分电解终液返回系统调制电解始液。
