Question

【题目】二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注，制取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水溶液可制得MnO2，同时生成氢气和H2SO4，该反应的化学方程式为_________

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、玻璃棒和__________；

（3）MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2

①2MnO2+C MnO+CO2↑

②MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O

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

上述涉及元素化合价变化的反应有___________（填序号）。

Answer 1

【答案】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 MnSO4+2H2OH2↑+H2SO4+ MnO2↓ NaAlO2 漏斗 ①③

【解析】

Ⅰ.（2）高锰酸钾在加热条件下，发生分解反应生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应的化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑，由一种物质发生化学反应生成两种或两种以上物质的反应是分解反应。锰酸钾能与稀硫酸反应生成二氧化锰，用稀硫酸而不用水浸取的原因是为了获得更多的二氧化锰。

Ⅱ.根据题意，反应的化学方程式为：MnSO4+2H2OH2↑+H2SO4+ MnO2↓

Ⅲ.（1）由题给信息知道，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，所以滤液中溶质的主要成分是NaAlO2

（2）在实验室进行“过滤”操作时，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。

（3）①2MnO2+C MnO+CO2↑，Mn元素、碳元素的化合价发生了变化，此选项符合题意；②MnO2+H2SO4=MnSO4+H2O，是复分解反应，发生复分解反应时，元素的化合价不变，此选项不符合题意；③3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，该反应中Mn元素的化合价有变化，此选项符合题意。故选①③。