Question

（16分）工业上硫酸锰铵[（NH₄）₂Mn（SO₄）₂]可用于木材防火涂料等。其制备工艺如下：  

已知步骤Ⅰ反应：H₂C₂O₄（aq） +H₂SO₄（aq） +MnO₂（s） MnSO₄（aq）+2CO₂（g）+2H₂O（1） △H

（1）在步骤I的反应中，氧化剂是                。

（2）步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO₄溶液中加入少量热水，其目的是____；步骤III所得（NH₄）₂Mn（SO₄）₂：晶体需用酒精溶液洗涤，洗去的主要杂质离子有____           。

（3）下列操作有利于提高产品产率的是____（填序号）。

A．慢慢分次加入二氧化锰       B．趁热过滤

C．冰水浴充分冷却              D．用水代替酒精溶液洗涤

（4）一定条件下，在步骤I的水溶液中l mol MnO₂完全反应相相对能量变化如图。则△H=____；催化剂是否参加化学反应？       （填“是”或“否”或“不确定”）。

（5）碱性干电池中含大量MnO₂可以回收利用，该电池工作时的正极反应式为____         ；若从干电池中回收87 kg MnO₂，理论上可以获得（NH₄）₂Mn（ S0₄）₂          _kg。

Answer

（１）MnO2 （２分）

（２）防止过滤时因温度降低有MnSO4晶体析出（２分）
NH4+ 、SO42- （2分， 各１ 分）

（３）ABC （2分, 不全对扣１分 ）
（４）＋２０kJ/mol （2分，未写“＋”或“kJ/ mol” 扣１分 ） 是（２分）

（５）MnO2 ＋ e- + H2O = MnOOH +OH- （２分） 283 （2分）

【解析】

试题分析：由题可知（1）在步骤I的反应中，反应物为硫酸、草酸、MnO2，为MnO2酸性条件下氧化草酸，故氧化剂为MnO2；

（2）步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO4溶液中加入少量热水，其目的是使溶液温度处于高温环境，防止过滤时因温度降低有MnSO4晶体析出；步骤III所得（NH4）2Mn（SO4）2：晶体表面附着杂质离子有NH4+ 、SO42-，故用酒精溶液洗涤，洗去的主要杂质离子有NH4+ 、SO42-；

（3）A项慢慢分次加入二氧化锰能够提高二氧化锰的浸出率，提高产品产率，故A项正确；B项趁热过滤防止过滤时因温度降低有MnSO4晶体析出，提高产品产率，故B项正确；C项冰水浴充分冷却是降低产品在水中溶解度，提高产品析出率，故C项正确；D项用水代替酒精溶液洗涤会使产品溶于水而损失，故D项错误；本题选ABC；

（4）由图像可知△H=40 kJ/mol-20 kJ/mol=+20 kJ/mol；由图象可知加入催化剂，催化剂改变反应历程，先参与反应后生成，降低活化能。

考点：化学工艺流程。