题目

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，某研究性小组对此展开了系列研究。 Ⅰ．用高锰酸钾制备 资料一：（1）3K2MnO4+ 2H2SO4=2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4＋2H2O （2）K2MnO4易溶于水 实验室加热高锰酸钾制氧气，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酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2。用稀硫酸而不用水浸取的原因是____________。 Ⅱ．用硫酸锰制备 电解MnSO4溶液可制得活性MnO2，同时生成氢气和硫酸，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”操作时，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．用碳酸锰制备 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）。 答案：【答案】I．用高锰酸钾制备 ，2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑．  分解反应．  使锰酸钾转化得到二氧化锰，获得更多的二氧化锰． Ⅱ．用硫酸锰制备：2H2O+MnSO4通电H2↑+H2SO4+MnO2↓； 变小．Ⅲ．用废锂电池制备（1）NaAlO2；（2）玻璃棒．（3）①③．IV．用碳酸锰制备（1）MnCO3高温CO2↑+MnO2．（2）Mn2O3． 通电H2↑+H2SO4+MnO2↓，由于水越来越少，硫酸越来越多，也就是酸的质量分数变大，所以酸性越来越强，而pH越来越小，所以一段时间后溶液的pH将 变小．Ⅲ．（1）“滤液”中存在可溶性物质，而废旧锂电池正极材料和氢氧化钠溶液反应，根据信息“2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑”，可知生成了偏铝酸钠，所以溶质的主要成分是 NaAlO2（还可能有剩余的NaOH）．（2）在实验室进行“过滤”操作时，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：单质中元素的化合价为零，化合物中元素的化合价的代数和为零，①MnCO3高温CO2↑+MnO2，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，硫酸锰中的锰元素由+2变化+4价，而高锰酸钾中的锰元素由+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．（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，对应的化学方程式 MnCO3高温CO2↑+MnO2．（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

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