二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注,制备二氧化锰是一项有意义的工作,某研究性小组对此展开了系列研究。
Ⅰ.用高锰酸钾制备
资料一:(1)3K2MnO4+2H2SO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+H2O
(2)K2MnO4易溶于水
实验室加热高锰酸钾制氧气,反应的化学方程式为 。其反应类型是 。将反应后的固体剩余物用稀硫酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2,用稀硫酸而不用水浸取的原因是 。
Ⅱ.用硫酸锰制备:电解MnSO4溶液可制得活性MnO2,同时生成氢气和硫酸,该反应的化学方程式为 ,一段时间后溶液的pH将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
Ⅲ.用废锂电池制备
资料二:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
用废锂电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)制备纳米MnO2,并进行锂资源回收,流程如下:
请回答下列问题:
(1)“滤液”中溶质的主要成分是 (填化学式)。
(2)在实验室进行“过滤”操作时,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 。
(3)MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2:
①2MnO2+C 2MnO+CO2↑
②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O
③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
上述涉及元素化合价变化的反应有 (填序号)。
IV.用碳酸锰制备
控制一定的温度,焙烧MnCO3制取MnO2的装置如下:
(1)实验中观察到澄清石灰水变浑浊,写出石英管中发生反应的化学方程式 。
(2)MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物,其残留固体质量随温度的变化如图所示。图中B点对应固体成分的化学式为 (请写出计算过程)