Question

（15分）MnO2是一種重要的無(wú)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(jì)了將粗MnO2（含有較多的MnO和MnCO3）樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn)，其流程如下：

（1）第①步加稀H2SO4時(shí)，粗MnO2樣品中的_________（寫(xiě)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：□ ＋□＋□ ＝□MnO2↓+□Cl2↑＋□

（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)（含鐵圈）、________、________、________，

已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH，則一定還有含有________（寫(xiě)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(guò)濾得到8.7gMnO2，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________mol NaClO3。

 

Answer 1

（共15分）

（1）MnO和MnCO3 （3分）（漏寫(xiě)得2分，寫(xiě)錯(cuò)不得分）

（2）5Mn2+、2、4H2O、5、1、8H+ （3分）

（3）蒸發(fā)皿；酒精燈；玻璃棒（3分）（漏寫(xiě)1個(gè)儀器得2分，寫(xiě)錯(cuò)不得分）；NaCl （3分）

（4）0.02（3分）

【解析】

試題分析：（1）MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4，所以答案是粗MnO2樣品中的MnO和MnCO3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。

（2）MnSO4要轉(zhuǎn)化為MnO2，需失去電子，故需要加入NaClO3做氧化劑，依據(jù)得失電子守恒可以配平，可得反應(yīng)的離子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+。

（3）第③屬于蒸發(fā)，所以所需的儀器有鐵架臺(tái)（含鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；Cl2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。

（4）由題意知樣品中的MnO和MnCO3質(zhì)量為12.69g-8.7 g=3.99g．由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g，其物質(zhì)的量為2.84g÷71g/mol=0.04mol，因此與稀硫酸反應(yīng)時(shí)共生成MnSO4的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可計(jì)算出需要NaClO3的物質(zhì)的量為0.02mol。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)流程的分析、實(shí)驗(yàn)基本操作、氧化還原方程式的配平、產(chǎn)物的判斷及計(jì)算。