Question

【题目】MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2 (含有较多的MnO 和MnCO3) 样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下:

（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的________(写化学式)转化为可溶性物质。

（2）第②步反应的离子方程式:___________________________________。

（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、______、______、______，己知蒸发得到的固体中有NaClO3 和NaOH，则一定还有含有________(写化学式)。

（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2 (标准状况下)，则在第②步反应中至少需要___molNaClO3。

Answer 1

【答案】MnO和MnCO3 5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+ 酒精灯 蒸发皿 玻璃棒 NaCl 0.02

【解析】

（1）由制备流程可以知道, 样品中的MnO2不溶于硫酸, MnO和MnCO3都能够与硫酸反应生成锰离子；正确答案：MnO和MnCO3。

（2）根据流程可知：滤液中含有Mn2+，氯酸钠具有强氧化性，二者反应，Mn2+被氧化为MnO2，氯酸钠被还原为氯气，离子方程式5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；正确答案： 5Mn2++2ClO3﹣+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+。

（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；氯气通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂, NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl；正确答案：酒精灯、蒸发皿、玻璃棒； NaCl 。

（4）根据题意可知，MnO和MnCO3混合物质量为12.69-8.7=3.99 g；能够与硫酸反应生成CO2的为MnCO3，当产生CO2为0.01mol时，消耗MnCO3的量为0.01mol，质量为0.01×115=1.15 g，则MnO的质量为3.99-1.15=2.84 g，物质的量为2.84/71=0.04 mol；根据反应规律：，Mn2+被氧化为MnO2，氯酸钠被还原为氯气，设第②步反应中至少需要x molNaClO3。根据电子守恒规律：（0.04+0.01）×2=x×5，x=0.02mol；正确答案：0.02。