Question

20．三氧化二錳（Mn₂O₃）在現(xiàn)代工業(yè)上應(yīng)用廣泛，在鋰離子電池的制備中有重要的作用．用軟錳礦（主要成分為MnO₂）和硫錳礦（主要成分為MnS）制備高純度Mn₂O₃的工藝流程如圖所示．

（1）反應(yīng)①中會(huì)生成一種非金屬單質(zhì)，則該非金屬單質(zhì)是S，該反應(yīng)的還原劑是MnS．（填化學(xué)式）
（2）操作X為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌烘干．在洗滌操作中，常用酒精洗滌MnSO₄•H₂O晶體，主要目的是MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，可減小MnSO₄•H₂O的損失；
（3）Mn₂O₃與MnO₂類(lèi)似，加熱時(shí)也能與濃鹽酸反應(yīng)放出Cl₂，該反應(yīng)的離子方程式為Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O．

Answer 1

分析 軟錳礦和硫錳礦加入稀硫酸充分浸泡，發(fā)生MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，得到濾渣1含有S，濾液含有錳離子，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌烘干得到硫酸錳晶體，煅燒可得到Mn₂O₃，以此解答該題．

解答 解：軟錳礦和硫錳礦加入稀硫酸充分浸泡，發(fā)生MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，得到濾渣1含有S，濾液含有錳離子，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌烘干得到硫酸錳晶體，煅燒可得到Mn₂O₃，
（1）反應(yīng)①中是利用稀硫酸溶解MnO₂和MnS的混合物得到MnSO₄，反應(yīng)中+4價(jià)Mn發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)S^2-發(fā)生氧化反應(yīng)生成S，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+MnS+4H⁺=2Mn²⁺+S↓+2H₂O，故所得非金屬單質(zhì)為S，反應(yīng)中的還原劑是MnS，故答案為：S；MnS；
（2）操作X的目的是從MnSO₄溶液里獲得MnSO₄•H₂O晶體，具體操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌烘干．因MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，在洗滌操作中，常用酒精洗滌MnSO₄•H₂O晶體，可減小MnSO₄•H₂O的損失，故答案為：冷卻結(jié)晶；MnSO₄•H₂O在酒精中溶解度小，可減小MnSO₄•H₂O的損失；
（3）加熱時(shí)Mn₂O₃與濃鹽酸反應(yīng)放出Cl₂的同時(shí)生成MnCl₂和H₂O，該反應(yīng)的離子方程式為Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O，
故答案為：Mn₂O₃+6H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Mn²⁺+Cl₂↑+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生獲取信息利用信息解答問(wèn)題能力及對(duì)基本知識(shí)的靈活運(yùn)用，涉及方程式和離子方程式的書(shū)寫(xiě)、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)分離和提純等知識(shí)點(diǎn)，明確反應(yīng)原理、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．