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15.锰的化合物种类较多,也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Mn O2的性质.
(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是D.
A.把Mn02固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成
B.把Mn O2固体加入到H2O2溶液中,观察是否有气泡产生
C.Na2S03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
D.FeS04溶液中滴加几滴KSCN溶液,再加入MnO2固体,观察溶液是否变红
(2)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1mL 0.2mol/L NaOH溶液、1mL水、1mL 0.1mol/L硫酸.现象记录如下:
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酸性越强,MnO2氧化性越强.
②写出C试管中发生反应的离子方程式:2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O.
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为下表所示.
 开始沉淀完全沉淀
Fe3+2.74.2
Mn2+8.310.4
①步骤一中投入原料Fe(NO33和Mn(N032的物质的量之比理论上应为2:1.
②步骤二中需控制pH的范围是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液,做焰色反应,通过蓝色的钴玻璃观察无紫色出现,说明不含钾离子,洗涤干净.

分析 I.(1)A.二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下才反应,把Mn02固体加入到稀盐酸中不反应;
B.Mn O2固体加入到H2O2溶液中,Mn O2催化H2O2分解生成氧气;
C.Na2S03溶液中,加入MnO2固体,再滴加BaCl2溶液,即使MnO2固体不把Na2S03氧化成Na2S04,再滴加BaCl2溶液也可以与Na2S03溶液生成白色亚硫酸钡沉淀;
D.三价铁离子和KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3颜色为血红色,二价铁与KSCN溶液不显色;
(2)①碘单质在水中的颜色为棕褐色,二氧化锰氧化碘离子生成单质碘,碘浓度越大,颜色越深;
②在酸性条件下MnO2氧化I-,二氧化锰被还原成+2价的锰离子,碘离子被还原成单质碘,据此书写离子方程式;
Ⅱ.①由MnFe2O4中可知:Fe和Mn的个数之比为1:2,根据质量守恒,求出原料Fe(NO3n和Mn(NO32的物质的量之比;
②由工艺流程可知,加入KOH调节PH值,使Fe3+、Mn2+转化为Fe(OH)3、Mn(OH)2,根据Fe3+、Mn2+开始沉淀与沉淀完全的pH选择;
③沉淀可能附着KOH等,洗涤干净根据检验最后一次洗涤液中无钾离子即可.

解答 解:I.(1)A.二氧化锰与浓盐酸反应需在加热的条件下,稀盐酸且常温,不反应,故A错误;
B.Mn O2固体加入到H2O2溶液中,Mn O2催化H2O2分解生成氧气,则MnO2作催化剂不能验证MnO2的氧化性,故B错误;
C.把Na2SO3溶液再加入BaCl2溶液,有白色沉淀亚硫酸钡生成,所以MnO2固体加入与否无关,故C错误;
D.FeS04溶液中滴加几滴KSCN溶液,再加入MnO2固体,如果二氧化锰具有氧化性,将+2价的铁氧化成+3价的铁,三价铁离子和KSCN溶液反应:Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3颜色为血红色,所以观察溶液是否变红可判断,故D正确;
故选D.
(2)①该小组从上述对比实验中,碘浓度越大,颜色越深,说明生成的碘越多,与此对应的条件是酸性强,所以从以上实验中,我们可以得出的结论是
酸性越强,MnO2氧化性越强,故答案为:酸性越强,MnO2氧化性越强;
②在酸性条件下MnO2氧化I-,二氧化锰被还原成+2价的锰离子,碘离子被还原成单质碘,所以离子方程式为:2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O,
故答案为:2I-+MnO2+4H+═I2+Mn2++2H2O;
Ⅱ.①由MnFe2O4组成可知:Fe和Mn的个数之比为2:1,根据质量守恒可知,Fe(NO3n与Mn(NO32 二者之比 2:1.
故答案为:2:1;
②由工艺流程可知,加入KOH调节PH值,使Fe3+、Mn2+转化为Fe(OH)3、Mn(OH)2,Fe3+在PH=2.7开始沉淀,PH=4.2沉淀完全,Mn2+在PH=8.3开始沉淀,PH=10.4沉淀完全,保证Fe3+、Mn2+都完全沉淀,应控制PH≥10.4;
故答案为:PH≥10.4;
③沉淀可能附着KOH等,取最后一次洗涤液,做焰色反应,通过蓝色的钴玻璃观察无紫色出现,说明不含钾离子,洗涤干净;
故答案为:取最后一次洗涤液,做焰色反应,通过蓝色的钴玻璃观察无紫色出现,说明不含钾离子,洗涤干净.

点评 本题以MnFe2O4的制备为载体,考查学生对工艺流程的理解、对实验操作的理解、化学式有关计算以及MnO2的氧化能力的探究等,难度中等,综合性较强,涉及的知识点多,需要学生具备阅读分析能力和灵活运用知识的解决问题能力.

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