Question

【題目】MnO2是一種重要的無機功能材料，粗MnO2的提純是工業生產的重要環節。某研究性學習小組設計了將粗MnO2 (含有較多的MnO 和MnCO3) 樣品轉化為純MnO2的實驗，其流程如下:

（1）第①步加稀H2SO4時，粗MnO2樣品中的________(寫化學式)轉化為可溶性物質。

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

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

（4）若粗MnO2樣品的質量為12.69g，第①步反應后，經過濾得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2 (標準狀況下)，則在第②步反應中至少需要___molNaClO3。

Answer 1

【答案】MnO和MnCO3 5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+ 酒精燈 蒸發皿 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都能夠與硫酸反應生成錳離子；正確答案：MnO和MnCO3。

（2）根據流程可知：濾液中含有Mn2+，氯酸鈉具有強氧化性，二者反應，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步蒸發操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、酒精燈、蒸發皿、玻璃棒；氯氣通入熱的NaOH溶液中一定發生氧化還原反應,且氯氣既做氧化劑又做還原劑, NaClO3屬于氧化產物,因此一定有還原產物NaCl；正確答案：酒精燈、蒸發皿、玻璃棒； NaCl 。

（4）根據題意可知，MnO和MnCO3混合物質量為12.69-8.7=3.99 g；能夠與硫酸反應生成CO2的為MnCO3，當產生CO2為0.01mol時，消耗MnCO3的量為0.01mol，質量為0.01×115=1.15 g，則MnO的質量為3.99-1.15=2.84 g，物質的量為2.84/71=0.04 mol；根據反應規律：，Mn2+被氧化為MnO2，氯酸鈉被還原為氯氣，設第②步反應中至少需要x molNaClO3。根據電子守恒規律：（0.04+0.01）×2=x×5，x=0.02mol；正確答案：0.02。