Question

2016年9月8日iphone7发布，软磁铁氧体是生产手机必不可少的材料,这种材料的原料之一是四氧化三锰。四氧化三锰的制法有焙烧法和还原法,某生产流程4：

（1）写出反应②的化学方程式：____________________________。实验室焙烧固体时用到的硅酸盐仪器是______________。

（2）通常所说的四氧化三锰中，锰元素的价态既有+2，可能也有+3和+4价。

假设一：锰的价态是+2和+4价。

假设二：锰的价态是____________。

假设三：锰的价态是_______________。

（3）查阅资料得知硫酸铵-硫酸溶液可选择性溶解试样中的二价锰。基于假设一成立，某化学兴趣小组同学进行如下表的研究，请完成表中的内容：

实验步骤（不要求写详细的操作过程）	预期的实验结果和结论
①准确称取6.87克Mn3O4样品
②
③
④称量剩余固体的质量

（4）用高锰酸钾标准溶液滴定未知浓度的草酸氢钾溶液，滴定终点的标志是_______________。

Answer

（1）l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O 坩埚

（2） +2 和+3 +2、+3和+4

（3）

实验步骤（不要求写详细的操作过程）

预期的实验结果和结论

①准确称取6.87克Mn3O4样品

若剩余的固体质量约为2.61g，则假设一成立

②加入过量硫酸铵-硫酸溶液溶解试样中的MnO

③过滤不溶物，对其洗涤、干燥

④称量剩余固体的质量

（4）加入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成紫色，且半分钟内紫色不腿色

【解析】

试题分析：（1）反应②中Mn2O3氧化CH4的化学方程式为l2Mn2〇3+CH4=8Mn3O4+ CO2 + 2H2O，实验室通常使用坩埚焙烧固体；

（2）通常所说的四氧化三锰中，锰元素的价态既有+2，可能也有+3和+4价，根据组合形式，可以假设锰元素的化合价是+2和+4价或+2价和+3价，也可能是+2、+3和+4共三种可能；

（3）探究固体Mn3O4样品中Mn元素的化合价，如果假设一成立，则试样先用硫酸铵-硫酸溶液可选择性溶解试样中的MnO后，剩余固体MnO2，可通过测量其质量来验证；6.87克Mn3O4样品的物质的量为6.87克÷229g/mol=0.3mol，若Mn元素为+2价、+4价，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可知n（MnO）:n（MnO2）=2:1，即n（MnO2）=0.3mol，质量为87g/mol×0.3mol=2.61g；故具体操作过程为：

实验步骤（不要求写详细的操作过程）

预期的实验结果和结论

①准确称取6.87克Mn3O4样品

若剩余的固体质量约为2.61g，则假设一成立

②加入过量硫酸铵-硫酸溶液溶解试样中的MnO

③过滤不溶物，对其洗涤、干燥

④称量剩余固体的质量

（4）高锰酸钾标准溶液为紫色，与草酸氢钾溶液反应后变无色，则用高锰酸钾标准溶液滴定草酸氢钾溶液终点时的标志是加入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液由无色变成紫色，且半分钟内紫色不腿色。

考点：实验探究，涉及氧化还原反应的分析、物质成分鉴定及滴定原理的应用。