Question

20．近日网路传言用不锈钢水壶烧水会导致锰中毒．专家实验证明，使用正规厂家生产的不锈钢水壶烧开水并无明显风险隐患，但不建议用于酸性和碱性环境中．
查阅资料：锰的化学性质与铁相似，它的活动性比铁强，MnSO₄ 溶液为浅红色．
（1）写出Mn 与CuSO₄溶液反应的化学方程式（产物中锰的化合价为+2价）Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu．
（2）MnO₂ 常用作H₂O₂ 制取O₂ 的催化剂，工业上用菱锰矿（主要成分MnCO₃）制取MnO₂，
过程如下：
步骤1：将22t 菱锰矿粉碎；
步骤2：往粉碎后的菱锰矿中加入H₂SO₄ 溶解MnCO₃，写出化学方程式MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O，反应的现象是固体减少，有气泡产生，溶液变成浅红色；
步骤3：把生成的MnSO₄ 再与NH₄HCO₃ 反应后得到11.5t MnCO₃，MnCO₃ 再经过煅烧、氧化转变为MnO₂，涉及到的化学反应如下：
MnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；  2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂
计算理论上能制得MnO₂8.7t．

Answer 1

分析 （1）根据锰的“活动性比铁强”，则锰的金属活动性比铜强，能与硫酸铜反应生成硫酸锰和铜，写出反应的化学方程式即可；
（2）考虑“加入H₂SO₄溶解MnCO₃”，“MnSO₄溶液为浅红色”，进行书写化学方程式和实验现象；
（3）利用MnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂，则MnCO₃～MnO₂，进行计算．

解答 解：
（1）根据锰的“活动性比铁强”，则锰的金属活动性比铜强，能与硫酸铜反应生成硫酸锰和铜，故反应的化学方程式为：
（2）因为“加入H₂SO₄溶解MnCO₃”，“MnSO₄溶液为浅红色”，故化学方程式MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O，反应的现象是固体减少，有气泡产生，溶液变成浅红色；
（3）因为MnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂，则MnCO₃～MnO₂．
设理论上能制得MnO₂的质量为x．
MnCO₃～MnO₂
115    87
11.5t   x
则$\frac{115}{87}=\frac{11.5t}{x}$，解得x=8.7t．
故答案为：
（1）Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu；（2）MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O；
固体减少，有气泡产生，溶液变成浅红色；（3）8.7t．

点评 本题难度不大，掌握金属的化学性质、化学方程式的书写、计算是正确解答本题的关键．