Question

【題目】MnO2是一種重要的無機(jī)功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO2 (含有較多的MnO 和MnCO3) 樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2的實驗，其流程如下:

（1）第①步加稀H2SO4時，粗MnO2樣品中的________(寫化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。

（2）第②步反應(yīng)的離子方程式:___________________________________。

（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、______、______、______，己知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3 和NaOH，則一定還有含有________(寫化學(xué)式)。

（4）若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2 (標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在第②步反應(yīng)中至少需要___molNaClO3。

Answer 1

【答案】MnO和MnCO3 5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+ 酒精燈 蒸發(fā)皿 玻璃棒 NaCl 0.02

【解析】

（1）由制備流程可以知道, 樣品中的MnO2不溶于硫酸, MnO和MnCO3都能夠與硫酸反應(yīng)生成錳離子；正確答案：MnO和MnCO3。

（2）根據(jù)流程可知：濾液中含有Mn2+，氯酸鈉具有強(qiáng)氧化性，二者反應(yīng)，Mn2+被氧化為MnO2，氯酸鈉被還原為氯氣，離子方程式5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；正確答案： 5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+。

（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；氯氣通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),且氯氣既做氧化劑又做還原劑, NaClO3屬于氧化產(chǎn)物,因此一定有還原產(chǎn)物NaCl；正確答案：酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒； NaCl 。

（4）根據(jù)題意可知，MnO和MnCO3混合物質(zhì)量為12.69-8.7=3.99 g；能夠與硫酸反應(yīng)生成CO2的為MnCO3，當(dāng)產(chǎn)生CO2為0.01mol時，消耗MnCO3的量為0.01mol，質(zhì)量為0.01×115=1.15 g，則MnO的質(zhì)量為3.99-1.15=2.84 g，物質(zhì)的量為2.84/71=0.04 mol；根據(jù)反應(yīng)規(guī)律：，Mn2+被氧化為MnO2，氯酸鈉被還原為氯氣，設(shè)第②步反應(yīng)中至少需要x molNaClO3。根據(jù)電子守恒規(guī)律：（0.04+0.01）×2=x×5，x=0.02mol；正確答案：0.02。