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17.MnO2又名黑錳礦,主要用于生產優(yōu)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(tài)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(tài)看作由+2和+4價組成,寫出它由氧化物形成的表達式:2MnO•MnO2或MnO2•2MnO.
(2)MnOOH中錳的價態(tài)為+3價,寫出②的化學方程式:12Mn2O3+CH4═8Mn3O4+CO2+2H2O.
(3)將(NH42SO4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:Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3•H2O.過濾出的Mn(OH)2需要洗滌,簡要說明洗滌沉淀的操作過程: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)若③中收集到672mL(標準狀況下)的H2,則理論上可以得到2.29g Mn3O4

分析 由制備流程可知,MnOOH焙燒Mn2O3,②中發(fā)生12Mn2O3+CH4\frac{\underline{\;250-500℃\;}}{\;}8Mn3O4+CO2+2H2O,Mn3O4中錳的價態(tài)看作由+2和+4價組成,可寫成2MnO•MnO2,金屬錳的懸濁液與硫酸銨發(fā)生反應為Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3•H2O,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.

解答 解:由制備流程可知,MnOOH焙燒Mn2O3,②中發(fā)生12Mn2O3+CH4\frac{\underline{\;250-500℃\;}}{\;}8Mn3O4+CO2+2H2O,Mn3O4中錳的價態(tài)看作由+2和+4價組成,可寫成2MnO•MnO2,金屬錳的懸濁液與硫酸銨發(fā)生反應為Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3•H2O,過濾出的Mn(OH)2需要洗滌,在空氣中加熱生成Mn3O4,
(1)若Mn3O4中錳的價態(tài)看作由+2和+4價組成,它由氧化物形成的表達式2MnO•MnO2或MnO2•2MnO,故答案為:2MnO•MnO2或MnO2•2MnO;
(2)O為-2價,H為+1價,由化合物中正負化合價的代數(shù)和為0可知,MnOOH中錳的價態(tài)為+3;②的化學方程式為12Mn2O3+CH4═8Mn3O4+CO2+2H2O,
故答案為:+3;12Mn2O3+CH4═8Mn3O4+CO2+2H2O;
(3)將(NH42SO4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↑+2NH3•H2O;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,
故答案為: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;
(4)由Mn+2NH4++2H2O=Mn2++H2↑+2NH3•H2O、6Mn(OH)2+O2\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}2Mn3O4+6H2O可知,存在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\frac{0.672L}{22.4L/mol}×\frac{1}{3}×229g/mol=2.29g,故答案為:2.29.

點評 本題考查物質的制備實驗,為高頻考點,把握制備流程中的反應、物質的性質、實驗技能為解答的關鍵,側重分析與實驗能力的考查,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.下列實驗方案能達到實驗目的是( �。�
選項實驗方案實驗目的或結論
A取一個小木條,放入飽和硅酸鈉溶液中,充分吸濕、浸透,取出稍瀝干后,置于酒精燈外焰處,木條未燃燒證明硅酸鈉可作木材防火劑
B向取好未知濃度氫氧化鈉溶液的錐形瓶中加入2mL酚酞,然后進行正確滴定,最后一滴鹽酸滴入,溶液由紅色變?yōu)闊o色且半分鐘不恢復準確判斷已知濃度的鹽酸滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液的滴定的終點
C向裝有石灰石的簡易啟普發(fā)生器中加入濃醋酸,將產生的氣體先通入飽和碳酸氫鈉溶液,再通入苯酚鈉溶液中,苯酚鈉溶液產生渾濁酸性:醋酸>碳酸>苯酚
D向盛有苯酚的濃溶液的試管里逐滴加入稀溴水,邊滴邊振蕩苯酚的定性檢驗
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是( �。�
A.1 molNaN3所含陰離子總數(shù)為3NA
B.常溫常壓下,28 g乙烯氣體中σ鍵與π鍵數(shù)目之和為6NA
C.標準狀況下,22.4L C12通入到足量FeBr2溶液中,被氧化的Br-數(shù)目為2NA
D.500 mL 18 mol/L的H2SO4溶液與足量Cu共熱,電子轉移數(shù)目為9NA

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大,A是原子半徑最小的元素,B是地殼中含量最多的元素,A與C同主族,C、D兩原子的電子數(shù)之和為A、B兩原子的電子數(shù)之和的3倍.下列敘述正確的是( �。�
A.氫化物的熱穩(wěn)定性:D>E
B.原子半徑:A<B<C<D<E
C.B與C形成的化合物中不可能含共價鍵
D.最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是E

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

12.依曲替酯可以由原料X經過多步反應合成得到:

下列說法正確的是(  )
A.X與Y互為同分異構體
B.X與Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.在光照條件下,依曲替酯中的苯環(huán)能與Cl2發(fā)生取代反應
D.依曲替酯中所有不飽和鍵均能與溴發(fā)生加成反應

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.自然界存在的元素中,金屬元素種類更多,非金屬元素豐度更大.
I.80%左右的非金屬元素在現(xiàn)代技術包括能源、功能材料等領域占有極為重要的地位.
(1)氮及其化合物與人類生產、生活息息相關,基態(tài)N原子中電子在2p軌道上的排布遵循的原則是洪特規(guī)則,N2F2分子中N原子的雜化方式是sp2雜化,1mol N2F2含有3個σ鍵.
(2)高溫陶瓷材料Si3N4晶體中鍵角N-Si-N>Si-N-Si(填“>”“<”或“=”),原因是Si3N4晶體中Si原子周圍有4個N原子,Si原子為sp3雜化,N-Si-N鍵角為109°28′,N原子周圍連接3個Si原子,含有1對孤對電子,N原子為sp3雜化,但孤對電子對成鍵電子對的排斥作用更大,使得Si-N-Si鍵角小于109°28′.
II.金屬元素在現(xiàn)代工業(yè)中也占據(jù)極其重要的地位,如以古希臘神話中“泰坦”(Titan)的名字命名的鈦(Titanium)元素,意指“地球的兒子”,象征此物力大無窮.鈦也被稱為“未來的鋼鐵”,具有質輕,抗腐蝕,硬度大,是宇航、航海、化工設備等的理想材料,是一種重要的戰(zhàn)略資源,越來越受到各國的重視.
(1)基態(tài)鈦原子核外共有22種運動狀態(tài)不相同的電子.金屬鈦晶胞如下圖1所示,為六方最密堆積(填堆積方式).
(2)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑,其催化的一個實例如下圖2.化合物乙的沸點明顯高于化合物甲,主要原因是化合物乙分子間形成氫鍵.化合物乙中采取sp3雜化的原子的電負性由大到小的順序為O>N>C.
(3)鈣鈦礦晶體的結構如圖3所示.假設把氧離子看做硬球接觸模型,鈣離子和鈦離子填充氧離子的空隙,氧離子形成正八面體,鈦離子位于正八面體中心,則一個鈦離子被6個氧離子包圍;鈣離子位于立方晶胞的體心,一個鈣離子被12個氧離子包圍.鈣鈦礦晶體的化學式為CaTiO3.若氧離子半徑為a pm,則鈣鈦礦晶體中兩個鈦離子間最短距離為2\sqrt{2}apm,鈦離子與鈣離子間最短距離為\sqrt{6}apm.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.向A、B、C和D四支試管中的溶液分別進行表中的操作,通過觀察到的實驗現(xiàn)象得出的結論正確的是( �。�
操作現(xiàn)象結論
A①滴加稀HNO3
②滴加BaCl2溶液
無明顯現(xiàn)象
白色沉淀
原溶液一定含SO{\;}_{4}^{2-}
B滴加稀鹽酸有大量氣泡產生原溶液一定含CO{\;}_{3}^{2-}
C①滴加稀HCl
②滴加AgNO3溶液
無明顯現(xiàn)象
白色沉淀
原溶液一定含Cl-
D①滴加KCSN溶液
②滴加氯水
無明顯現(xiàn)象
溶液呈紅色
原溶液一定含F(xiàn)e2+
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

6.乙二醛(OHC-CHO)是一種重要的精細化工產品
工業(yè)生產乙二醛 
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法 
在Cu(NO32催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反應的化學方程式為3CH3CHO+4HNO3\stackrel{Cu(NO_{3})_{2}}{→}3OHC-CHO+4NO↑+5H2O.該法具有原料易得、反應條件溫和等優(yōu)點,但也存在比較明顯的缺點是生成的NO會污染空氣,硝酸會腐蝕設備. 
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)氣相氧化法  
已知:OHC-CHO(g)+2H2(g)?HOCH2CH2OH(g)△H=-78kJ•mol-1 K1 
 2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1  K2
 乙二醇氣相氧化反應HOCH2CH2OH(g)+O2(g)?OHC-CHO(g)+2H2O(g)的△H=-406kJ•mol-1.相同溫度下,該反應的化學平衡常數(shù)K=\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}(用含K1、K2的代數(shù)式表示).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表:
化學鍵H-HF-FH-FH-ClH-1
E(kJ/mol)436.0157568431.8298.7
利用表中信息判斷下列說法錯誤的是( �。�
A.表中最穩(wěn)定的化學鍵是H-F
B.431.8 kJ/mol>E(H-Br)>298.7 kJ/mol
C.H2(g)→2H(g)△H=+436.0 kJ/mol
D.H2(g)+F2(g)→2HF(g)△H=-25kJ/mol

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