在生產(chǎn)生活中,金屬錳及其化合物用途廣泛。
(一)對金屬錳及其化合物的認(rèn)識
(1)植物生長需要微量的錳,這里的錳是指
B
B
(選填序號)。
A.原子
B.元素
C.單質(zhì)
(2)地鐵列車的鋼軌材料是高錳鋼(主要成分鐵、錳、碳),高錳鋼屬于 混合物
混合物
(選填“純凈物”或“混合物”)。車身作噴漆處理既美觀又防銹,其防銹原理是 隔絕水和氧氣
隔絕水和氧氣
。
(3)華為手機(jī)使用的是鋰電池,鋰電池質(zhì)量輕、容量大,其反應(yīng)原理是鋰與二氧化錳反應(yīng)生成亞錳酸鋰(LiMnO2),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Li+MnO2=LiMnO2
Li+MnO2=LiMnO2
。
(4)菱錳礦(主要成分是MnCO3,含少量FeCO3),向一定量礦石中加入稀鹽酸,觀察到有大量氣泡產(chǎn)生,且反應(yīng)前后金屬元素的化合價保持不變,推斷反應(yīng)后溶液中含有的金屬陽離子主要是 Mn2+、Fe2+
Mn2+、Fe2+
(填離子符號)。
(二)碳酸錳的制備
MnCO3是一種高性能磁性材料。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料制備MnCO3的主要流程如下。已知:MnCO3難溶于水,在100℃時開始分解。
(5)原料軟錳礦在使用之前通常需粉碎,其目的是 增大接觸面積,使反應(yīng)更充分,反應(yīng)速率更快
增大接觸面積,使反應(yīng)更充分,反應(yīng)速率更快
。
(6)已知X是一種常見的無色液體,則反應(yīng)②的化學(xué)方程式為 MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O
MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O
。
(7)反應(yīng)②中加入NH4HCO3溶液時,往往需要控制溫度在30~35℃,溫度不宜過高的原因是 (用化學(xué)方程式表示)。
(8)產(chǎn)品MnCO3(Ⅱ)比MnCO3(Ⅰ)更純凈,原因是產(chǎn)品MnCO3(Ⅰ)經(jīng)過洗滌、烘干后,表面附著的水及 (NH4)2SO4
(NH4)2SO4
等雜質(zhì)已被除去。
(9)為了獲得純凈的MnCO3,烘干時需要控制的條件是 小于100℃
小于100℃
。
(三)碳酸錳熱分解產(chǎn)物的研究
MnCO3及錳的氧化物加熱分解的溫度如下。
MnCO3MnO2MnaObMnO
稱取4.60gMnCO3樣品置于裝置A中,進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)。控制不同的溫度對樣品加熱,測得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖2所示。
(10)通入空氣,焙燒MnCO3到300℃時,觀察到裝置B中澄清石灰水變渾濁,寫出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(11)加熱至300-900℃時,錳的氧化物分解會分解產(chǎn)生一種常見氣體,該氣體為 氧氣
氧氣
。
(12)當(dāng)加熱到800℃時,N點(diǎn)固體的成分是 Mn2O3和MnO
Mn2O3和MnO
,對應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量比為 79:71
79:71
。