锰的化合物种类较多,大多具有广泛的用途。
Ⅰ.MnO2是H2O2分解的良好的催化剂,它也具有较强的氧化性。某化学兴趣小组通过实验探究MnO2的性质。
该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是__________(填序号)。
把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
把MnO2固体加入到H2O2溶液中,观察是否有气泡产生
Na2SO3溶液中,加入MnO2固体,再滴加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成
FeSO4溶液中滴加几滴KSCN溶液,再加入MnO2固体,观察溶液是否变红
为研究溶液中MnO2的氧化能力与溶液酸碱性的关系,该小组同学设计了如下的对比实验:在室温下,取A、B、C三支试管,用同浓度同体积的KI溶液和质量、颗粒大小相同的MnO2固体反应,然后分别加入1mL0.2mol/L NaOH溶液、1mL水、1mL0.1mol/L稀硫酸。现象记录如表所示:
试管编号 | 实验现象 |
A | 溶液不变色 |
B | 溶液缓慢变浅棕褐色 |
C | 溶液迅速变棕褐色 |
①从以上实验中,我们可以得出的结论是_____________________。
②写出C试管中发生反应的离子方程式:_______________________。
Ⅱ.铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢,可有效缓解能源危机。MnFe2O4的制备工艺流程如图:
已知:Fe3+、Mn2+沉淀的pH如表格所示。
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 2.7 | 4.2 |
Mn2+ | 8.3 | 10.4 |
步骤一中投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比理论上应为_________________。
步骤二中需控制pH的范围是_________________。
步骤三中是否洗涤干净的判断方法是_____________________。
【答案】D酸性越强,MnO2的氧化能力越强MnO2+4H++2I-═Mn2++I2+2H2O2:1PH10.4最后的洗涤液量中性
Ⅰ. (1)A、常温下,MnO2不能氧化稀盐酸,错误;B、MnO2固体加入到H2O2溶液中,有气泡产生,是因为MnO2是H2O2分解的催化剂,错误;C、Na2SO3和BaCl2也能反应生成沉淀,错误;D、FeSO4溶液中滴加几滴KSCN溶液,不变红色,再加入MnO2固体,观察溶液是否变红,若变红色,就证明MnO2有氧化性,将Fe2+氧化为Fe3+,正确;(2) ①在碱性条件下不能反应,在中性条件下慢慢发生反应,在酸性条件下快速反应,说明溶液的酸性越强,MnO2的氧化能力越强;②在C试管中,在酸性条件下MnO2氧化I-变为I2所发生反应的离子方程式是:MnO2+4H++2I-═Mn2++I2+2H2O;
Ⅱ. ①利用元素守恒,Fe(NO3)3和Mn(NO3)2发生反应,最终产物为MnFe2O4,Fe和Mn的物质的量之比为2:1,故Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比为2:1。
②步骤二要控制pH保证Fe3+、Mn2+都沉淀,故pH≥10.4;③步骤三中是否洗涤干净的判断方法是取最后一次洗涤溶液少许,用一根洁净的玻璃棒沾娶,滴在PH试纸上,半分钟后跟标准比色卡比较,如溶液的PH=7,说明洗涤干净。
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