2023届高三化学二轮复习 锰及其化合物 课件

这是一份2023届高三化学二轮复习 锰及其化合物 课件，共31页。PPT课件主要包含了考情分析，复习目标，情境导入，锰及其化合物的制备，锰及其化合物的应用，课堂达标等内容，欢迎下载使用。
锰及其化合物的转化关系
软锰矿是自然界中最重要的锰矿石，主要成分是MnO2，工业上有重要的用途，如：合金工业、干电池制造等，锌锰电池（俗称干电池，下图（a）为两种锌锰电池的构造图）作为一次电池，在生活中的用量很大，放完电后不能重复使用只得弃掉，对环境造成严重污染，进而危害人体健康，因此Zn、Mn元素的回收，对环境保护具有重要的意义。
问题1.已知图(a)普通锌锰电池放电时总反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH，请写出该电池的正极反应式。
MnO2+ e- + H2O = MnOOH + OH-
⑴“水洗、灼烧”操作中，试写出发生反应的化学方程式
⑵已知操作a得到熔块的主要成分是K2MnO4，试写出操作a过程中发生的化学方程式
⑶已知操作b中，绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，试写出该反应的离子方程式
问题2.已知图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属）
Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH
锰及其化合物模型构建（价类二维图）
1.列物质、标得失（得失电子守恒）2.选离子、配电荷（电荷守恒）3.巧用水、定个数（原子个数守恒）
【高考汇编】（双选）下列叙述正确的是（ ）
（2019全国Ⅲ）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
已知相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 ml·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
⑴写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。⑵写出“氧化”中添加适量的MnO2所发生的离子方程式 。⑶“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ~6之间。 ⑷“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是 。⑸写出“沉锰”的离子方程式 。
MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
MnO2+2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ +2Fe3+ +2H2O
Mn2+ + 2HCO3- = MnCO3↓+ CO2↑ + H2O
NH4HCO3、NH3·H2O?
问题1.结合价类二维图，以K2MnO4为原料制备KMnO4， 预测反应物应该具有哪些性质?
【资料卡片】锰酸钾（K2MnO4）在浓强碱溶液中可稳定存在，在酸性、弱碱性或中性环境下容易发生歧化反应：3MnO42- + 2H2O = 2MnO4- + MnO2↓ + 4OH-
K2MnO4 + 反应物
问题2.根据上述化学实验原理，某同学设计了利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4实验方案，装置图如下：
⑴试分析装置A中a的作用，装置C中所盛的试剂 ⑵试分别写出装置A、B中发生的离子方程式⑶上述装置存在一处缺陷，会导致KMnO4产率降低，应如何改进？画出改进部分的装置图并标明所盛试剂。
a的作用：平衡气压，便于液体顺利留下。
C中试剂：NaOH溶液
A中：ClO- + Cl- +2H+ = Cl2↑ + H2O
B中：Cl2 +2MnO42- =2MnO4- +2Cl-（核心反应）
Cl2+2OH- = Cl- + ClO- +H2O
H++ OH- = H2O
在A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
3MnO42- + 2H2O = 2MnO4- + MnO2↓ + 4OH-
问题3.利用膜电解技术（如下图），以K2MnO4为主要原料制KMnO4，总反应方程式为：2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+2KOH+H2↑。哪个电极室可制得KMnO4？电解时哪种离子通过离子交换膜？歧化法与电解法的理论产率之比？
2MnO42- - 2e- = 2MnO4-
2H2O+2e-=H2↑ +2OH-
锰及其化合物在工业上应用十分广泛。利用如图装置，可从MnSO4溶液中电沉积金属锰，并联产MnO2，同时回收硫酸。下列叙述错误的是（ ）
A．电极a连接电源负极B．膜n为阴离子交换膜C．阳极反应式为：Mn2++2H2O-2e- =MnO2+ 4H+D．阴极析出11gMn，理论上外电路中迁移0.4ml 电子
【例题】（2020山东）KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂，某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O，采用KMnO4滴定法测定该样品的组成。
Ⅰ.取m g样品于锥形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加热至75℃。用 c ml/L的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMnO4溶液V1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+，加入稀H2SO4酸化后，在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，又消耗KMnO4溶液V2mL。
问题2.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低，则对测得样品中Fe元素含量有何影响？ 若步骤I中滴入KMnO4溶液不足，则会对测得样品中Fe元素含量有何影响？
问题1.试求出样品中所含Fe元素的质量分数。
问题3.试求样品中所含H2C2O4·2H2O的质量分数（简要写出计算过程，已知M（H2C2O4·2H2O）=126g/ml）
问题4.若 时，样品中是否含有杂质？若 越大，样品中H2C2O4·2H2O含量一定越高？
设FeC2O4·2H2O、Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O的物质的量分别为x、y、z ，
由步骤Ⅰ、Ⅱ过程中得失电子守恒得方程：
根据上述H2C2O4·2H2O的质量分数表达式得知，当V1=3V2时，不含H2C2O4·2H2O，但y不一定等于0，；当V1/V2越大，样品中H2C2O4·2H2O的质量分数一定越高。
（2020北京）MnO2是重要的化工原料，由软锰矿（主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2）制备MnO2的一种工艺流程如图：
资料：①该工艺条件下，MnO2与H2SO4反应。 ②金属离子沉淀的pH
i.步骤II是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应，反应的离子方程式是 。ii.若Fe2+全部来自于反应 Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe与 MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是 。
⑴溶出：①溶出前，软锰矿需研磨。目的是 。 ②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示：
增大反应速率，提高溶出率
MnO2能够氧化单质Fe为Fe2+
⑵纯化。已知：MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2， 后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因： 。⑶电解。Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是 。⑷产品纯度测定。向ag样品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应。再用cml·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为d L。(已知：MnO2及MnO4- 均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO2-87；Na2C2O4-134)产品纯度为 (用质量分数表示)。
MnO2的氧化性随酸性的减弱而减弱；
除去Fe3+、Al3+
Mn2+ - 2e- +2H2O = MnO2 +4H+
预测性质(价-类角度)；结合信息获得结论；回扣资料信息；
化学变化角度认识氧化还原制备原理：歧化法-氧化法-电解法
陌生物质研究的完整过程
不断深入氧化还原思想，思维外显： 氧化还原滴定
1. 判断正误：（正确的打“√”，错误的打“×”）⑴（2021湖南）H+、Na+、Cl-、MnO4-离子之间可以大量共存（ ） ⑵（2021全国Ⅰ）除去SO2 气体中的H2S杂质可通过酸性高锰酸钾溶液（ ） ⑶（2020江苏）向0.1ml/LH2O2溶液中滴加0.1ml/LKMnO4溶液，溶液褪色，说明H2O2具有氧化性（ ） ⑷（2019天津）SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色： 3SO2 + 2MnO4- +4H+= 3SO42- + 2Mn2+ +2H2O ( )
2.锰(Mn)最早是由瑞典化学家、氯气的发现者舍勒从软锰矿中发现的，锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如下图所示：
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图1所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_______，滤渣Ⅰ的成分是 。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣”析出，结合平衡移动原理分析其原因： 。(2)滤液Ⅰ中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式： 。
增大C(SO42-),使平衡CaSO4(s)⇌Ca2++SO42-向左移动，促进析出
(3)滤液Ⅱ中加入MnF2的目的是除去溶液中的Ca2+，则常温下CaF2在纯水中的溶解度=___________g。(已知，25℃时Ksp(CaF2)=3.2×10-11 )(4)由滤液Ⅲ可制得MnSO4·H2O，己知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图2所示。则从滤液Ⅲ中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作Ⅰ是：控制温度在80～0℃,蒸发结晶，___________，用80～90℃的蒸馏水洗涤2～3次、真空干燥。(5)电解时加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出，SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质，该电极反应为 。电极上生成的Se对Mn2+有特殊的吸附能力，有利于Mn2+电还原沉积。