Question

锰是重要的过渡元素。

（1）已知常温下KMnO₄溶液的pH=7，则0.01mol/LHMnO₄溶液的pH=___________；研究表明，一定温度下将酸性KMnO₄溶液与草酸溶液混合在一起后，溶液内n(Mn²⁺)随时间变化的情况如右图，则Mn²⁺物质的量在t₁、t₂时段内快速增加的原因可能是___________。

（2）工业上以菱锰矿(MnCO₃)[含FeCO₃、SiO₂、Cu₂(OH)₂CO₃等杂质]为原料制取二氧化锰有多种方法，下面是其中的一种生产流程示意图

常温下几种金属氢氧化物沉淀时的pH:

①滤渣Ⅱ的成分是___________，滤液I中反应的离子方程式为___________，

为确保除尽杂质而又不损失锰，pH的调整范围为___________。

②滤液Ⅱ中加入KClO₃、H₂SO₄后反应的化学方程式为___________，用电解法制备MnO₂时阳极上的电极反应式为___________。

（3）锰也是制备某些高能原电池的材料，某二次水溶液锂离子电池充电时，总反应方程式为LiMn₂O=4Li_1-xMn₂O₄+xLi。若电池的化学能转化为电能时的能量转化率为85%，则当消耗14g锂时，电路中转移的电子数目为___________N_A。

Answer

（1）2；反应生成的Mn2+对反应起催化作用；

（2）①Cu(OH)2、Fe(OH)3；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；6.7≤pH<8.3

②3MnSO4+KClO3+3H2O=3H2SO4+3MnO2↓+KCl；Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+（3）1.7

【解析】

试题分析：（1）由KMnO4溶液pH=7知KMnO4是强酸强碱盐，即HMnO4是强酸，由此可求出pH=2，反应开始后反应物的浓度一直在减小、反应的温度维持不变，故导致反应速率快速增加的原因只能是催化剂了，又因为开始时反应速率较慢，故这种催化剂只能是反应过程中生成的某种物质对反应超到了催化作用，故是Mn2+催化了相应的反应。（2）由图知，加双氧水是将Fe2+转化为Fe3+，然后调整pH为大于或等于6.7但小于8.3。滤液Ⅱ是MnSO4溶液，阳极上是Mn2+失去电子转化为MnO2，Mn2+-2e-→MnO2，然后添加H2O及H+得：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+。14gLi是2mol，故电路中转移的电子数目为2×85%=1.7NA。

考点：考查了物质制备的工艺流程、溶解平衡的计算的相关知识。