Question

20．三氧化二锰（Mn₂O₃）在现代工业上应用广泛，在锂离子电池的制备中有重要的作用．用软锰矿（主要成分为MnO₂）和硫锰矿（主要成分为MnS）制备高纯度Mn₂O₃的工艺流程如图所示．

（1）反应①中会生成一种非金属单质，则该非金属单质是S，该反应的还原剂是MnS．（填化学式）
（2）操作X为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干．在洗涤操作中，常用酒精洗涤MnSO₄•H₂O晶体，主要目的是MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，可减小MnSO₄•H₂O的损失；
（3）Mn₂O₃与MnO₂类似，加热时也能与浓盐酸反应放出Cl₂，该反应的离子方程式为Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O．

Answer 1

分析 软锰矿和硫锰矿加入稀硫酸充分浸泡，发生MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，得到滤渣1含有S，滤液含有锰离子，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干得到硫酸锰晶体，煅烧可得到Mn₂O₃，以此解答该题．

解答 解：软锰矿和硫锰矿加入稀硫酸充分浸泡，发生MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，得到滤渣1含有S，滤液含有锰离子，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干得到硫酸锰晶体，煅烧可得到Mn₂O₃，
（1）反应①中是利用稀硫酸溶解MnO₂和MnS的混合物得到MnSO₄，反应中+4价Mn发生还原反应，同时S^2-发生氧化反应生成S，发生反应的离子方程式为MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，故所得非金属单质为S，反应中的还原剂是MnS，故答案为：S；MnS；
（2）操作X的目的是从MnSO₄溶液里获得MnSO₄•H₂O晶体，具体操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干．因MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，在洗涤操作中，常用酒精洗涤MnSO₄•H₂O晶体，可减小MnSO₄•H₂O的损失，故答案为：冷却结晶；MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，可减小MnSO₄•H₂O的损失；
（3）加热时Mn₂O₃与浓盐酸反应放出Cl₂的同时生成MnCl₂和H₂O，该反应的离子方程式为Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O，
故答案为：Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O．

点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生获取信息利用信息解答问题能力及对基本知识的灵活运用，涉及方程式和离子方程式的书写、氧化还原反应、物质分离和提纯等知识点，明确反应原理、物质性质是解本题关键，题目难度中等．