Question

【題目】二氧化錳因在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛而備受關(guān)注，制取二氧化錳是一項(xiàng)有意義的工作，某研究性小組對此展開了系列研究。

Ⅰ.用高錳酸鉀制備

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

（2）K2MnO4易溶于水

實(shí)驗(yàn)室加熱高錳酸鉀制氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________，其反應(yīng)類型是________；將反應(yīng)后的固體剩余物用稀硫酸浸取一段時(shí)間后過濾、洗滌、烘干即得MnO2。用稀硫酸而不用水浸取的原因是__________。

Ⅱ.用硫酸錳制備

電解 MnSO4水溶液可制得MnO2，同時(shí)生成氫氣和H2SO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________

Ⅲ.用廢鋰電池制備

資料二：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

用廢鋰電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）制備納米MnO2，并進(jìn)行鋰回收，流程如下：

請回答下列問題：

（1）“濾液”中溶質(zhì)的主要成分是____________（填化學(xué)式）；

（2）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“過濾”操作時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和__________；

（3）MnO2與碳粉經(jīng)下列三步反應(yīng)制得納米MnO2

①2MnO2+C MnO+CO2↑

②MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O

③3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4

上述涉及元素化合價(jià)變化的反應(yīng)有___________（填序號）。

Answer 1

【答案】2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 分解反應(yīng) 使錳酸鉀轉(zhuǎn)化得到二氧化錳，獲得更多的二氧化錳 MnSO4+2H2OH2↑+H2SO4+ MnO2↓ NaAlO2 漏斗 ①③

【解析】

Ⅰ.（2）高錳酸鉀在加熱條件下，發(fā)生分解反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑，由一種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng)是分解反應(yīng)。錳酸鉀能與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化錳，用稀硫酸而不用水浸取的原因是為了獲得更多的二氧化錳。

Ⅱ.根據(jù)題意，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnSO4+2H2OH2↑+H2SO4+ MnO2↓

Ⅲ.（1）由題給信息知道，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，所以濾液中溶質(zhì)的主要成分是NaAlO2

（2）在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“過濾”操作時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗。

（3）①2MnO2+C MnO+CO2↑，Mn元素、碳元素的化合價(jià)發(fā)生了變化，此選項(xiàng)符合題意；②MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O，是復(fù)分解反應(yīng)，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)時(shí)，元素的化合價(jià)不變，此選項(xiàng)不符合題意；③3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，該反應(yīng)中Mn元素的化合價(jià)有變化，此選項(xiàng)符合題意。故選①③。