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(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)，其流程如圖：

第步加稀H2SO4時(shí)，粗MnO2樣品中的MnO和______寫化學(xué)式轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)．

完成第步反應(yīng)的離子方程式：

______ ______+_____ClO3-+ _____Mn2+=______MnO2+______Cl2↑+______ ______

過濾操作必需的玻璃儀器有______、______、______，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH，則一定還有含有______寫名稱．

若粗MnO2樣品的質(zhì)量為25.38g，第步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到17.4g MnO2，并收集到0.448LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在第步反應(yīng)中至少需要______mol NaClO3 ．

Answer 1

【答案】MnCO3 4 H2O 2 5 5 1 8 H+ 燒杯 漏斗 玻璃棒 NaCl 0.04

【解析】

粗MnO2含有較多的MnO和MnCO3樣品加入硫酸，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，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳，向硫酸錳中加入氯酸鈉，反應(yīng)的離子方程式，將產(chǎn)生的氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以得到氯酸鈉的溶液，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶可以得到氯酸鈉的固體物質(zhì)．

（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）根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出離子方程式；

（3）過濾時(shí)需要的儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；Cl2通入熱的NaOH溶液中生成NaClO3和NaCl；

（4）根據(jù)方程式進(jìn)行基本計(jì)算。

（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；

（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：，因此反應(yīng)的離子方程式是：；

（3）過濾所需的儀器有燒杯、漏斗、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25.38g-17.4g=7.98g，0.448LCO2的物質(zhì)的量為0.02mol，由方程式可知MnCO3的物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為115g/mol×0.02mol=2.3g，所以MnO的質(zhì)量為7.98g-2.3g=5.68g，其物質(zhì)的量為=0.08mol，因此與稀硫酸反應(yīng)時(shí)共生成MnSO4的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)方程式，可計(jì)算出需要NaClO3的物質(zhì)的量為0.04mol。

條件	補(bǔ)項(xiàng)原則
酸性條件下	缺H或多O補(bǔ)H＋，少O補(bǔ)H2O
堿性條件下	缺H或多O補(bǔ)H2O，少O補(bǔ)OH－