Question

锰及其化合物在现代工业及国防建设中具有十分重要的意义。回答下列问题：

（1）常用铝热法还原软锰矿（主要成分为MnO₂）来制金属锰。因为铝与软锰矿反应剧烈，所以先在强热条件下将软锰矿转变为Mn₃O₄，然后再将其与铝粉混合。

①MnO₂中Mn的化合价为____________________。

②铝粉与Mn₃O₄反应时，还原剂与氧化剂的物质的量之比为_________________。

（2）pH=0的溶液中，不同价态锰的微粒的能量(E)如图所示。若某种含锰微粒（如Mn³⁺）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn²⁺和MnO₂）能量连线的上方，则该该微粒不稳定，会发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。

①MnO₄^2-______(填“能”或“不能”)稳定存在于pH=0的溶液中。

②实验室可利用以下反应检验Mn²⁺的存在：2Mn²⁺+5S₂O₈^2-+8H₂O==16H⁺+10SO₄^2-+2 MnO₄^2-，确认Mn²⁺存在的现象是______________________；检验时必须控制Mn²⁺的浓度和用量，否则实验失败，理由是___________________________________。

Answer

+4 8∶3 不能 溶液由无色变为紫红色 过量的Mn2+能与生成的MnO4-反应，从而影响实验现象的观察

【解析】（1）①MnO2中氧-2价，则Mn的化合价为+4价；②铝粉与Mn3O4反应的化学方程式为3Mn3O4+8Al3Mn+4Al2O3,根据方程式可知，还原剂Al与氧化剂Mn3O4的物质的量之比为：8∶3；（2）①若某种含锰微粒（如Mn3+）的能量处于相邻价态两种微粒（Mn2+和MnO2）能量连线的上方，则该该微粒不稳定，会发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。则根据图象分析判断，MnO42-在MnO4-和MnO2之间，则MnO42-在pH=0的溶液中不能稳定存在；②MnO4-溶液中呈紫红色，确认Mn2+存在的现象是溶液由无色变为紫红色；检验时必须控制Mn2+浓度和用量不能过大，过量的Mn2+能与生成的MnO4-反应，从而影响实验现象的观察。