分析 由制備流程可知,MnO2不溶于硫酸,樣品中的MnCO3和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,濾液中含MnSO4,第②步發(fā)生5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,第③步中發(fā)生氯氣與熱的NaOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaCl、NaClO3、水,溶液蒸發(fā)可得到固體,
(1)MnO2不溶于硫酸,樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4;
(2)依據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出離子方程式;
(3)蒸發(fā)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溶液中有NaClO3和NaCl生成,依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算;
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒和化學(xué)方程式計(jì)算,CO2的物質(zhì)的量為0.01mol,則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 $\frac{2.84g}{71g/mol}$=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.
解答 解:由制備流程可知,MnO2不溶于硫酸,樣品中的MnCO3和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,濾液中含MnSO4,第②步發(fā)生5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,第③步中發(fā)生氯氣與熱的NaOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaCl、NaClO3、水,溶液蒸發(fā)可得到固體,
(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,所以粗MnO2樣品中的MnO和MnCO3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì),
故答案為:MnO和MnCO3;
(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,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,因此反應(yīng)的離子方程式是:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+,反應(yīng)中生成5molMnO2,電子轉(zhuǎn)移20mol,當(dāng)有4.35gMnO2生成時(shí),二氧化錳物質(zhì)的量=$\frac{4.35g}{87g/mol}$=0.05mol,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.2mol,電子數(shù)為0.2NA,
故答案為:5Mn2+,2,4H2O,5,1,8H+;0.2NA ;
(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,故答案為:酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;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 $\frac{2.84g}{71g/mol}$=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.質(zhì)量=0.02mol×106.5g/mol=2.13g,
故答案為:2.13.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了提純的物質(zhì)分離的分析應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)過程分析判斷、氧化還原反應(yīng)和定量計(jì)算,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 4.4克 | B. | 3.3克 | C. | 2.2克 | D. | 1.1克 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 0.4 mol氧氣 | B. | 5.4 g H2O | ||
C. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L二氧化碳 | D. | 10 g氖 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | B、C、D形成的簡單離子,半徑最小的是B | |
B. | E形成最簡單氫化物穩(wěn)定性比B強(qiáng) | |
C. | A、C、D形成的最高價(jià)氧化物的水化物兩兩間可相互反應(yīng) | |
D. | A、B形成的化合物與B、E形成的化合物化學(xué)鍵類型相同 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 大于50% | B. | 等于50% | C. | 小于50% | D. | 無法確定 |
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