Question

【題目】2016年9月8日iphone7發布，軟磁鐵氧體是生產手機必不可少的材料,這種材料的原料之一是四氧化三錳。四氧化三錳的制法有焙燒法和還原法,某生產流程4：

（1）寫出反應②的化學方程式：____________________________。實驗室焙燒固體時用到的硅酸鹽儀器是______________。

（2）通常所說的四氧化三錳中，錳元素的價態既有+2，可能也有+3和+4價。

假設一：錳的價態是+2和+4價。

假設二：錳的價態是____________。

假設三：錳的價態是_______________。

（3）查閱資料得知硫酸銨-硫酸溶液可選擇性溶解試樣中的二價錳�；�于假設一成立，某化學興趣小組同學進行如下表的研究，請完成表中的內容：

實驗步驟（不要求寫詳細的操作過程）	預期的實驗結果和結論
①準確稱取6.87克Mn3O4樣品
②
③
④稱量剩余固體的質量

（4）用高錳酸鉀標準溶液滴定未知濃度的草酸氫鉀溶液，滴定終點的標志是_______________。

Answer 1

【答案】

（1）l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O 坩堝

（2） +2 和+3 +2、+3和+4

（3）

實驗步驟（不要求寫詳細的操作過程）	預期的實驗結果和結論
①準確稱取6.87克Mn3O4樣品	若剩余的固體質量約為2.61g，則假設一成立
②加入過量硫酸銨-硫酸溶液溶解試樣中的MnO
③過濾不溶物，對其洗滌、干燥
④稱量剩余固體的質量

（4）加入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無色變成紫色，且半分鐘內紫色不腿色

【解析】

試題分析：（1）反應②中Mn2O3氧化CH4的化學方程式為l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O，實驗室通常使用坩堝焙燒固體；

（2）通常所說的四氧化三錳中，錳元素的價態既有+2，可能也有+3和+4價，根據組合形式，可以假設錳元素的化合價是+2和+4價或+2價和+3價，也可能是+2、+3和+4共三種可能；

（3）探究固體Mn3O4樣品中Mn元素的化合價，如果假設一成立，則試樣先用硫酸銨-硫酸溶液可選擇性溶解試樣中的MnO后，剩余固體MnO2，可通過測量其質量來驗證；6.87克Mn3O4樣品的物質的量為6.87克÷229g/mol=0.3mol，若Mn元素為+2價、+4價，根據化合物中正負化合價的代數和為0，可知n（MnO）:n（MnO2）=2:1，即n（MnO2）=0.3mol，質量為87g/mol×0.3mol=2.61g；故具體操作過程為：

實驗步驟（不要求寫詳細的操作過程）	預期的實驗結果和結論
①準確稱取6.87克Mn3O4樣品	若剩余的固體質量約為2.61g，則假設一成立
②加入過量硫酸銨-硫酸溶液溶解試樣中的MnO
③過濾不溶物，對其洗滌、干燥
④稱量剩余固體的質量

（4）高錳酸鉀標準溶液為紫色，與草酸氫鉀溶液反應后變無色，則用高錳酸鉀標準溶液滴定草酸氫鉀溶液終點時的標志是加入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液由無色變成紫色，且半分鐘內紫色不腿色。