Question

【題目】MnO2又名黑錳礦，主要用于生產優質軟磁鐵氧體。MnO2的合成方法按制備工藝中所用原料的不同，分為固相合成和液相合成。已知：MnO2不溶于水，其中錳的價態有+2價，也可能有+3價和+4價。請回答下列問題：

(1)若Mn3O4中錳的價態看作由+2和+4價組成，寫出它由氧化物形成的表達式：_____

(2)MnOOH中錳的價態為________價，寫出②的化學方程式：____；堿性鋅錳干電池的電池反應為：Zn+2MnO2 + 2H2O=Zn(OH)2 + 2MnOOH，寫出該電池正極的電極反應式______

(3)將(NH4)2SO4溶于水使錳的懸濁液顯酸性，隨即緩慢地產生氣泡，試用相應的離子方程式解釋原因____________。過濾出的Mn(OH)2需要洗滌，簡要說明洗滌沉淀的操作過程：________。

(4)若③中收集到672mL(標準狀況下)的H2，則理論上可以得到_________g Mn3O4。

Answer 1

【答案】2MnO·MnO2或MnO2·2MnO +3 12Mn2O3+CH48Mn3O4+CO2+2H2O MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH- Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3·H2O 向過濾器中加蒸餾水浸沒沉淀，待水自然流出后，重復上述操作2-3次 2.29

【解析】

由制備流程可知，MnOOH焙燒生成Mn2O3，②中發生12Mn2O3+CH48Mn3O4+CO2+2H2O，Mn3O4中錳的價態看作由+2和+4價組成，可寫成2MnOMnO2，金屬錳的懸濁液與硫酸銨發生反應為Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3H2O，過濾出的Mn(OH)2需要洗滌，在空氣中加熱生成Mn3O4，以此來解答。

(1)若Mn3O4中錳的價態看作由+2和+4價組成，它由氧化物形成的表達式2MnOMnO2或MnO22MnO；

(2)MnOOH中O為-2價，H為+1價，由化合物中正負化合價的代數和為0可知，則錳的價態為+3；②的化學方程式為12Mn2O3+CH48Mn3O4+CO2+2H2O；堿性鋅錳干電池的電池反應為：Zn+2MnO2 + 2H2O=Zn(OH)2 + 2MnOOH，負極為：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH)2，正極反應式可由總反應減去負極反應，該電池正極的電極反應式MnO2+e-+H2O =MnOOH + OH-；

(3)將(NH4)2SO4溶于水使錳的懸濁液顯酸性，隨即緩慢地產生氣泡，用相應的離子方程式解釋原因為Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3H2O；過濾出的Mn(OH)2需要洗滌，簡要說明洗滌沉淀的操作過程為向過濾器中加蒸餾水浸沒沉淀，待水自然流出后，重復上述操作2-3次；
(4)由Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3H2O、6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O可知，存在關系3H2～Mn3O4，則③中收集到672mL(標準狀況下)的H2，則理論上可以得到Mn3O4的質量為××229g/mol=2.29g。