Question

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MnO₂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

 

+

 

ClO₃^-+

 

=

 

MnO₂↓+

 

+

 

．
（3）已知第③步蒸發(fā)得到的固體中有NaClO₃和NaOH，則一定還有含有

 

（寫化學(xué)式）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

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）只有MnO₂不與硫酸反應(yīng)；
（2）結(jié)合電子、電荷守恒分析；
（3）Cl₂通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，NaClO₃屬于氧化產(chǎn)物，因此一定有還原產(chǎn)物NaCl．

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）只有MnO₂不與硫酸反應(yīng)，則MnCO₃轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，故答案為：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⁺，故答案為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；
（3）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：NaCl．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力及推斷能力的考查，題目難度不大．