《2026年江苏13大市中考名卷优选38套化学》

15 (12分)锰及其化合物在生产生活中具有广泛应用。
(1) 锰元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示，下列有关说法不正确的是ABD(填字母)。

A. 图中$x＝8$
B. 锰元素为非金属元素
C. 锰元素的原子序数是25
D. 锰元素的相对原子质量是54.94g
(2) 将打磨过的铝片插入$CuCl_{2}$溶液，观察到铝的表面有红色固体，意外发现铝片表面有少量气泡产生，据此可推测$CuCl_{2}$溶液中阳离子是Cu²⁺、H⁺(填离子符号)。
(3) $Mn_{3}O_{4}$常用于电子工业，$KMnO_{4}$可用于制备$O_{2}$，乙烯溶液还是良好的消毒剂，利用废电池的炭包(C、$MnO_{2}$)制备$Mn_{3}O_{4}$和$KMnO_{4}$流程如下。

①将炭包在足量氧气中焙烧，目的是除去炭包中的碳。
②反应1中化合价改变的元素是Mn、O(填元素符号)。
③$MnSO_{4}$能与$O_{2}、NH_{3}$反应生成$(NH_{4})_{2}SO_{4}$和$Mn_{3}O_{4}$(难溶于水的黑色固体)，实验装置如图2，制备时温度和pH对$Mn_{3}O_{4}$影响如图3，为获得产率高、纯度高的$Mn_{3}O_{4}$。请补充完整下列实验方案：取一定量的$MnSO_{4}$溶液放入三颈烧瓶中，在不断搅拌下，通入空气，控制溶液温度在50℃左右，打开分液漏斗旋塞逐滴滴加氨水至溶液pH接近8.5，充分反应一段时间后，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，真空干燥(实验方案中必须使用的试剂：氨水、蒸馏水)。

④反应2原理：$2MnO_{2}＋4KOH＋O_{2}\xlongequal{\triangle}2K_{2}MnO_{4}＋2X$，X的化学式是H₂O。
⑤将锰酸钾转化为高锰酸钾的方案通常有两种。
方案一：$2K_{2}MnO_{4}＋2H_{2}O\xlongequal{通电}2KMnO_{4}＋H_{2}\uparrow＋2KOH$
方案二：$3K_{2}MnO_{4}＋2H_{2}O＋4CO_{2}＝2KMnO_{4}＋MnO_{2}\downarrow＋4KHCO_{3}$
对比以上两种方案，你认为哪种方案更优？理由是方案一更优，Mn原子利用率高(或方案二更优，不需要通电，节约能源)(答案合理即可)。

答案： 15.(除特殊标注外，每空1分，共12分)
(1)ABD(2分)
(2)Cu²⁺、H⁺(2分)
(3)①除去炭包中的碳 ②Mn、O(2分)
③控制溶液温度在50℃左右，打开分液漏斗旋塞逐滴滴加氨水至溶液pH接近8.5，充分反应一段时间后，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次(3分)
④H₂O ⑤方案一更优，Mn原子利用率高(或方案二更优，不需要通电，节约能源)(答案合理即可)
解析:
(2)CuCl₂溶液与CuSO₄溶液类似，其水溶液也呈酸性，放入铝片产生的少量气体是H₂，则溶液中存在的阳离子是Cu²⁺、H⁺。
(3)①将炭包在足量的O₂中焙烧，目的是除去炭包中的碳。②焙烧后得到的是MnO₂，再用MnO₂作原料进行后续的系列转化，反应1为H₂O₂+H₂SO₄+MnO₂=MnSO₄+2H₂O+O₂↑，Mn元素由+4价变为+2价，O元素由-1价变为0价，其他元素的化合价未变。③结合图像分析，该反应在50℃并控制pH=8.5时产率最高，围绕这一核心信息再结合题目要求即可顺利解答。⑤方案选择时，可从过程控制、生产成本、原料利用率等角度进行分析。
Plus关键点拨
设计实验方案的要点
以本题为例，设计实验方案时，先结合图像分析出产率最大的反应条件(如温度、pH)，再结合物质制备的步骤(如除杂、制备、过滤、洗涤、干燥)和装置图，将所给必用药品和操作情境用通顺的语言表达出来即可。