Question

【题目】锰及其化合物用途广泛，是生产不锈钢、合金钢、铝锰合金、铜锰合金等的合金元素，高锰酸钾在医疗上用作消毒剂，锰也是人体内多种酶的组成元素。

(1)用酸性KMnO4溶液与亚铁盐的反应证明Fe2＋具有还原性、MnO具有氧化性，最合适的亚铁盐是________[从“FeSO4”、“FeCl2”和“Fe(NO3)2”中选择填入]。

(2)工业上由二氧化锰通过铝热反应制备锰，写出反应的化学方程式：________________________。

(3)等物质的量的Al、Mn分别与足量的稀硫酸反应，产生H2的体积比(同温同压)为3∶2，写出Mn与稀硫酸反应的化学方程式：________________________。

(4)在熔融的Mn和KOH混合物中通入O2可制备K2MnO4。若用MnO2代替Mn也可制得K2MnO4，两种情况下制备相同量的K2MnO4消耗O2的物质的量之比为________。

Answer 1

【答案】FeSO4 4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3 Mn＋H2SO4=MnSO4＋H2↑ 3∶1

【解析】

(1)MnO具有强氧化性，不仅能氧化Fe2+，还能氧化Cl-；另外，在酸性溶液中，NO3-也能将Fe2+氧化。

(2)工业上，二氧化锰和铝反应，生成锰和氧化铝。

(3)等物质的量的Al、Mn分别与足量的稀硫酸反应，产生H2的体积比(同温同压)为3∶2，因为铝与酸反应，表现+3价，由电子守恒分析，在反应中锰应表现+2价，由此可写出锰与稀硫酸反应的方程式。

(4) 在熔融的Mn和KOH混合物中通入O2可制备K2MnO4，若用MnO2代替Mn也可制得K2MnO4，利用电子守恒，可建立如下关系式：2Mn——3O2——2K2MnO4，2MnO2——O2——2K2MnO4，假设两种情况下制备2molK2MnO4，则消耗O2的物质的量之比。

(1)MnO具有强氧化性，不仅能氧化Fe2+，还能氧化Cl-；另外，在酸性溶液中，NO3-也能将Fe2+氧化。所以，最合适的亚铁盐是FeSO4。答案为：FeSO4；

(2)工业上，二氧化锰和铝反应，生成锰和氧化铝，由二氧化锰通过铝热反应制备锰，反应的化学方程式为4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3。答案为：4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3；

(3)等物质的量的Al、Mn分别与足量的稀硫酸反应，产生H2的体积比(同温同压)为3∶2，因为铝与酸反应，表现+3价，由电子守恒分析，在反应中锰应表现+2价，由此可写出锰与稀硫酸反应的方程式为Mn＋H2SO4=MnSO4＋H2↑。答案为：Mn＋H2SO4=MnSO4＋H2↑；

(4)在熔融的Mn和KOH混合物中通入O2可制备K2MnO4，若用MnO2代替Mn也可制得K2MnO4，利用电子守恒，可建立如下关系式：2Mn——3O2——2K2MnO4，2MnO2——O2——2K2MnO4，假设两种情况下制备2molK2MnO4，则消耗O2的物质的量之比3∶1。

答案为：3∶1。