微专题18金属及其化合物制备流程（Mn）-高考化学考点微专题（原卷版）.docVIP

微专题18金属及其化合物制备流程（Mn）

锰:元素符号Mn，原子序数25，原子量54.94，外围电子排布3d54s2，位于第四周期ⅦB族。主要化合价+2、+4、+6、+7。

一、物理性质：

银白色金属，硬而脆，密度7.20克/厘米3，熔点1244±3℃，沸点1962℃。固态时有四种同素异形体，常温下为α锰。

二、化学性质：

在空气中易氧化生成褐色氧化物覆盖层。燃烧时生成四氧化三锰。红热时与水反应生成四氧化三锰和氢。溶于稀盐酸、稀硫酸生成二价锰盐。高温时跟卤素、硫、磷、碳、氮直接化合。用于制合金，少量锰能改善钢的抗冲击性能，锰铁用作炼钢过程的脱氧、脱硫添加剂。

三、用途：

还用于冶炼铝合金、镁合金。1774年瑞典人甘恩用木炭跟软锰矿共热得到锰。主要矿物有软锰矿MnO2·xH2O、黑锰矿Mn3O4，最近发现大洋底部有大量锰结核矿。在地壳中丰度

为0.1％。用铝还原软锰矿制得。

四、锰的提炼工艺

金属锰的提炼方式主要有热法(火法)和电解法(湿法)两种。热法生产的金属锰纯度不超过95～98％，并且耗能高，污染严重，已经逐渐被淘汰了，而电解法生产的金属锰纯度可达99.7～99.9％以上，污染也相对较小，现在已成为了金属锰生产的主要方式。

【专题精练】

1．(2021届永州市高三三模)以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料合成新型的环保催化剂(OMS—2)的工艺流程如图：

(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是___；调pH后再过滤主要除去___元素。

(2)Mn12O19中氧元素化合价均为2价，锰元素的化合价有两种，则Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)物质的量之比为___。生产过程中KMnO4、MnSO4?H2O按物质的量比1：5与K2S2O8反应，产物中硫元素全部以SO的形式存在，该反应的离子方程式为___。

(3)滤液X可进一步分离出多种化合物，其一为盐类，该盐在农业生产中可用作__。

(4)OMS—2是一种纳米级的分子筛。分别用OMS—2和MnOx对甲醛进行催化氧化，在相同时间内甲醛转化率和温度的关系如图：

由图可知，OMS—2与MnOx相比，催化效率较高是__，原因是__。

(5)甲醛(HCHO)在OMS—2催化氧化作用下生成CO2和H2O，现利用OMS—2对某密闭空间的甲醛进行催化氧化实验。实验开始时，该空间内甲醛含量为1.22mg/L，CO2含量为0.590mg/L，一段时间后测得CO2含量升高至1.47mg/L，该实验中甲醛的转化率为__(保留三位有效数字)。

Equation.DSMTEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．(2021届江苏省高三调研)工业上常利用软锰矿浆(主要成分是MnO2，还含有硅、铁和少量重金属镍的化合物等杂质)制备MnSO4溶液，并以MnSO4溶液为原料制取单质锰和四氧化三锰。

(1)MnSO4溶液的制备：

①还原：以稀硫酸作介质，纤维素[(C6H10O5)n]还原MnO2时，发生反应的化学方程式为______。

②除杂：除去硅、铁等杂质后，通常用BaS来除去溶液中的镍，pH对除镍效果的影响如图所示。当pH＜4.2，pH越小除镍效果越差的原因是_____。

(2)电解法制锰：

为保证电解顺利进行，电解液中Mn2+必须保持一定的浓度。Mn2+浓度和电流效率(电流效率是指电解时在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比)的关系如图所示。由图可知当Mn2+浓度大于22g·L1时，电流效率随Mn2+浓度增大反而下降，其原因是_____。

(3)制取Mn3O4：

利用MnSO4溶液，用空气氧化法制备Mn3O4。在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氨水，加压通氧气反应7小时制备Mn3O4。

①写出上述反应的离子方程式：_____。

②Mn3O4的含量与反应温度的关系如图所示。随着反应温度的升高，产物中Mn3O4的含量的上升趋势呈现先快后慢的原因是_____。

EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．(2021届毕节市高三4月第二次诊断)某化工厂利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量Fe2O3、CaO、CuO、SiO2等杂质)脱除燃煤尾