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\(\rm{.}\)用高锰酸钾制备
资料一:\(\rm{(1)3K_{2}MnO_{4}+2H_{2}SO_{4}═2KMnO_{4}+MnO_{2}↓+2K_{2}SO_{4}+H_{2}O}\)
\(\rm{(2)K_{2}MnO_{4}}\)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 ______ \(\rm{.}\)其反应类型是 ______ \(\rm{.}\)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\(\rm{MnO_{2}}\),用稀硫酸而不用水浸取的原因是 ______ .
Ⅱ\(\rm{.}\)用硫酸锰制备:电解\(\rm{MnSO_{4}}\)溶液可制得活性\(\rm{MnO_{2}}\),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\(\rm{pH}\)将 ______ \(\rm{(}\)填“变大”、“变小”或“不变”\(\rm{)}\)
Ⅲ\(\rm{.}\)用废锂电池制备
资料二:\(\rm{2Al+2NaOH+2H_{2}O═2NaAlO_{2}+3H_{2}↑}\)
用废锂电池正极材料\(\rm{(LiMn_{2}O_{4}}\)、碳粉等涂覆在铝箔上\(\rm{)}\)制备纳米\(\rm{MnO_{2}}\),并进行锂资源回收,流程如下:
请回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)“滤液”中溶质的主要成分是 ______ \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\).
\(\rm{(2)}\)在实验室进行“过滤”操作时,需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 ______ .
\(\rm{(3)MnO_{2}}\)与碳粉经下列三步反应制得纳米\(\rm{MnO_{2}}\):
\(\rm{①2MnO_{2}+C \dfrac { \overset{\;{高温}\;}{ -}}{\;}2MnO+CO_{2}↑}\)
\(\rm{②MnO+H_{2}SO_{4}═MnSO_{4}+H_{2}O}\)
\(\rm{③3MnSO_{4}+2KMnO_{4}+2H_{2}O═5MnO_{2}↓+K_{2}SO_{4}+2H_{2}SO_{4}}\)
上述涉及元素化合价变化的反应有 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\).
\(\rm{IV.}\)用碳酸锰制备
控制一定的温度,焙烧\(\rm{MnCO_{3}}\)制取\(\rm{MnO_{2}}\)的装置如下:
\(\rm{(1)}\)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 ______ .
\(\rm{(2)MnCO_{3}}\)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\(\rm{.}\)图中\(\rm{B}\)点对应固体成分的化学式为 ______ \(\rm{(}\)请写出计算过程\(\rm{)}\)