二氧化錳因在工業生產中應用廣泛而備受關注，製備二氧化錳是一項有意義的工作，某研究*小組對此展開了系列研究。Ⅰ．...

問題詳情：

二氧化錳因在工業生產中應用廣泛而備受關注，製備二氧化錳是一項有意義的工作，某研究*小組對此展開了系列研究。

Ⅰ．用高錳*鉀製備

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

（2）K2MnO4易溶於水

實驗室加熱高錳*鉀製氧氣，反應的化學方程式為_____________，其反應類型是_______。將反應後的固體剩餘物用稀硫*浸取一段時間後過濾、洗滌、烘乾即得MnO2。用稀硫*而不用水浸取的原因是____________。

Ⅱ．用硫*錳製備

電解MnSO4溶液可製得活*MnO2，同時生成*氣和硫*，該反應的化學方程式為______，一段時間後溶液的pH將_______（填“變大”、“變小”或 “不變”）

Ⅲ．用廢鋰電池製備

資料二：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

用廢鋰電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等塗覆在鋁箔上）製備納米MnO2，並進行鋰資源回收，流程如下：

請回答下列問題：

（1）“濾液”中溶質的主要成分是________ （填化學式）。

（2）在實驗室進行“過濾”*作時，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和______。

（3）MnO2與碳粉經下列三步反應制得納米MnO2：

① 2MnO2+C2MnO+CO2↑

② MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

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

上述涉及元素化合價變化的反應有_______（填序號）。

IV．用碳*錳製備

控制一定的温度，焙燒MnCO3製取MnO2的裝置如下：

（1）實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，寫出石英管中發生反應的化學方程式___________。

（2）MnCO3在空氣中加熱易轉化為錳的不同氧化物，其殘留固體質量隨温度的變化如上圖所示。圖中B點對應固體成分的化學式為______（請寫出計算過程）。

【回答】

【解析】Ⅰ．用高錳*鉀製備實驗室加熱高錳*鉀製氧氣是高錳*鉀在加熱的條件下生成錳*鉀和二氧化錳以及氧氣，對應的化學方程式為 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；形式上為一變多，為分解反應；根據信息提示“3K2MnO4+2H2SO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+H2O”，將反應後的固體剩餘物（錳*鉀和二氧化錳的混合物）用稀硫*浸取一段時間後過濾、洗滌、烘乾即得MnO2，使錳*鉀轉化得到二氧化錳，獲得更多的二氧化錳，所以用稀硫*而不用水浸取； Ⅱ．用硫*錳製備：電解MnSO4溶液可製得活*MnO2，同時生成*氣和硫*，反應物為硫*錳和水，條件是通電，生成二氧化錳和*氣以及硫*，對應的化學方程式為 2H2O+MnSO4H2↑+H2SO4+MnO2↓，由於水越來越少，硫*越來越多，也就是*的質量分數變大，所以**越來越強，而pH越來越小，所以一段時間後溶液的pH將變小； Ⅲ．用廢鋰電池製備 （1）“濾液”中存在可溶*物質，而廢舊鋰電池正極材料和*氧化*溶液反應，根據信息“2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑”，可知生成了偏鋁**，所以溶質的主要成分是 NaAlO2（還可能有剩餘的NaOH，要求書寫主要成分的化學式）； （2）在實驗室進行“過濾”*作時，需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 玻璃棒； （3）MnO2與碳粉經下列三步反應制得納米MnO2： ①2MnO2+C 2MnO+CO2↑，有單質參與反應，所以有化合價改變； ②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O，為複分解反應，無化合價改變； ③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，硫*錳中的錳元素有+2變化+4價，而高錳*鉀中的錳元素由+7價變為+4價，所以有化合價的改變； 上述涉及元素化合價變化的反應有 ①③； IV．用碳*錳製備 （1）實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，説明生成了二氧化錳和二氧化碳，由於錳元素化合價升高，所以一定有氧化*物質參加反應，應為空氣中的氧氣，對應的化學方程式 O2+2MnCO32CO2+2MnO2； （2）MnCO3在空氣中加熱易轉化為錳的不同氧化物，其殘留固體質量隨温度的變化如圖所示．樣品100g在圖中B點對應固體的質量為68.70g，而過程中錳元素的質量不變，100g碳*錳中錳元素的質量為100g×55/(55+12+16×3)，則B點物質含氧元素的質量為68.70g-100g×55/(55+12+16×3)，在固體中錳、氧原子個數比為[100g×55/(55+12+16×3)]：[68.70g-100g×55/(55+12+16×3)]

：≈2：3 則固體成分的化學式為Mn2O3。 【*】I．用高錳*鉀製備:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑   分解反應 使錳*鉀轉化得到二氧化錳，獲得更多的二氧化錳 Ⅱ．用硫*錳製備：2H2O+MnSO4H2↑+H2SO4+MnO2↓   變小 Ⅲ．用廢鋰電池製備 （1）NaAlO2  （2）玻璃棒    （3）①③ IV．用碳*錳製備 （1）O2+2MnCO3=2CO2+2MnO2 （2）Mn2O3

知識點：未分類

題型：綜合題