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)計了將粗MnO₂(含有較多的MnO和MnCO₃)樣品轉(zhuǎn)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(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是       ＋ClO₃^－＋       =MnO₂↓＋Cl₂↑＋     。
(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、       、       、       ，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO₃和NaOH，則一定還含有       (寫化學(xué)式)。
(4)若粗MnO₂樣品的質(zhì)量為12.69 g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到8.7 g MnO₂，并收集到0.224 L CO₂(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在第②步反應(yīng)中至少需要       mol NaClO₃。

Answer 1

(1)MnO、MnCO₃
(2)5　Mn^2＋　2　4　H₂O　5　1　8　H^＋
(3)酒精燈　蒸發(fā)皿　玻璃棒　NaCl
(4)0.02

本題以MnO₂的提純?yōu)楸尘�，考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平、物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)的量的有關(guān)計算等知識。(1)分析生產(chǎn)流程圖知樣品中的MnO、MnCO₃可與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnSO₄而進(jìn)入濾液。(2)用化合價升降法不難寫出并配平第②步反應(yīng)的離子方程式：5Mn^2＋＋2ClO₃^－＋4H₂O=5MnO₂↓＋Cl₂↑＋8H^＋。(3)Cl₂通入熱NaOH溶液中，生成的NaClO₃顯然是氧化產(chǎn)物，那么0價的氯元素化合價降低生成的還原產(chǎn)物必然是NaCl。(4)n(MnCO₃)＝n(CO₂)＝＝0.01 mol，n(MnO)＝＝0.04 mol，故MnO、MnCO₃溶于稀硫酸生成的Mn^2＋的物質(zhì)的量n(Mn^2＋)＝n(MnO)＋n(MnCO₃)＝0.05 mol，由第②步反應(yīng)化學(xué)方程式知氧化Mn^2＋至少需NaClO₃∶×0.05 mol＝0.02 mol。