二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注，制备二氧化锰是一项有意义的工作，某研究*小组对此展开了系列研究。Ⅰ．...

问题详情：

二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注，制备二氧化锰是一项有意义的工作，某研究*小组对此展开了系列研究。

Ⅰ．用高锰*钾制备

资料一：（1）3K2MnO4+ 2H2SO4=2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4＋2H2O

（2）K2MnO4易溶于水

实验室加热高锰*钾制氧气，反应的化学方程式为_____________，其反应类型是_______。将反应后的固体剩余物用稀硫*浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2。用稀硫*而不用水浸取的原因是____________。

Ⅱ．用硫*锰制备

电解MnSO4溶液可制得活*MnO2，同时生成*气和硫*，该反应的化学方程式为______，一段时间后溶液的pH将_______（填“变大”、“变小”或 “不变”）

Ⅲ．用废锂电池制备

资料二：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

用废锂电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）制备纳米MnO2，并进行锂资源回收，流程如下：

请回答下列问题：

（1）“滤液”中溶质的主要成分是________ （填化学式）。

（2）在实验室进行“过滤”*作时，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______。

（3）MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2：

① 2MnO2+C2MnO+CO2↑

② MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

③ 3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4

上述涉及元素化合价变化的反应有_______（填序号）。

IV．用碳*锰制备

控制一定的温度，焙烧MnCO3制取MnO2的装置如下：

（1）实验中观察到澄清石灰水变浑浊，写出石英管中发生反应的化学方程式___________。

（2）MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物，其残留固体质量随温度的变化如上图所示。图中B点对应固体成分的化学式为______（请写出计算过程）。

【回答】

【解析】Ⅰ．用高锰*钾制备实验室加热高锰*钾制氧气是高锰*钾在加热的条件下生成锰*钾和二氧化锰以及氧气，对应的化学方程式为 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；形式上为一变多，为分解反应；根据信息提示“3K2MnO4+2H2SO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+H2O”，将反应后的固体剩余物（锰*钾和二氧化锰的混合物）用稀硫*浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2，使锰*钾转化得到二氧化锰，获得更多的二氧化锰，所以用稀硫*而不用水浸取； Ⅱ．用硫*锰制备：电解MnSO4溶液可制得活*MnO2，同时生成*气和硫*，反应物为硫*锰和水，条件是通电，生成二氧化锰和*气以及硫*，对应的化学方程式为 2H2O+MnSO4H2↑+H2SO4+MnO2↓，由于水越来越少，硫*越来越多，也就是*的质量分数变大，所以**越来越强，而pH越来越小，所以一段时间后溶液的pH将变小； Ⅲ．用废锂电池制备 （1）“滤液”中存在可溶*物质，而废旧锂电池正极材料和*氧化*溶液反应，根据信息“2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑”，可知生成了偏铝**，所以溶质的主要成分是 NaAlO2（还可能有剩余的NaOH，要求书写主要成分的化学式）； （2）在实验室进行“过滤”*作时，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 玻璃棒； （3）MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2： ①2MnO2+C 2MnO+CO2↑，有单质参与反应，所以有化合价改变； ②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O，为复分解反应，无化合价改变； ③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，硫*锰中的锰元素有+2变化+4价，而高锰*钾中的锰元素由+7价变为+4价，所以有化合价的改变； 上述涉及元素化合价变化的反应有 ①③； IV．用碳*锰制备 （1）实验中观察到澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化锰和二氧化碳，由于锰元素化合价升高，所以一定有氧化*物质参加反应，应为空气中的氧气，对应的化学方程式 O2+2MnCO32CO2+2MnO2； （2）MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物，其残留固体质量随温度的变化如图所示．样品100g在图中B点对应固体的质量为68.70g，而过程中锰元素的质量不变，100g碳*锰中锰元素的质量为100g×55/(55+12+16×3)，则B点物质含氧元素的质量为68.70g-100g×55/(55+12+16×3)，在固体中锰、氧原子个数比为[100g×55/(55+12+16×3)]：[68.70g-100g×55/(55+12+16×3)]

：≈2：3 则固体成分的化学式为Mn2O3。 【*】I．用高锰*钾制备:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑   分解反应 使锰*钾转化得到二氧化锰，获得更多的二氧化锰 Ⅱ．用硫*锰制备：2H2O+MnSO4H2↑+H2SO4+MnO2↓   变小 Ⅲ．用废锂电池制备 （1）NaAlO2  （2）玻璃棒    （3）①③ IV．用碳*锰制备 （1）O2+2MnCO3=2CO2+2MnO2 （2）Mn2O3

知识点：未分类

题型：综合题