题目内容
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5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+，请用单线桥法表示电子的转移情况．
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、 、 ，已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 8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3．
（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的
（2）第②步反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+，请用单线桥法表示电子的转移情况．
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、
（4）若粗MnO2样品的质量为 12.69g，第①步反应后，经过滤得到 8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：粗MnO2（含有较多的MnO2和MnCO3）样品加入硫酸，MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，同时产生二氧化碳，向硫酸锰中加入氯酸钠，反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+，将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到氯酸钠的溶液，蒸发浓缩结晶可以得到氯酸钠的固体物质．
（1）MnO2不溶于硫酸，样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4；
（2）反应中，Mn失电子，Cl得电子，得电子数=失电子数=转移电子数=10，据此回答；
（3）蒸发所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中有NaClO3和NaCl生成；
（4）根据质量守恒和化学方程式计算5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量．
（1）MnO2不溶于硫酸，样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4；
（2）反应中，Mn失电子，Cl得电子，得电子数=失电子数=转移电子数=10，据此回答；
（3）蒸发所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中有NaClO3和NaCl生成；
（4）根据质量守恒和化学方程式计算5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量．
解答：
解：粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品加入硫酸，MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，同时产生二氧化碳，向硫酸锰中加入氯酸钠，反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+，将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到氯酸钠的溶液，蒸发浓缩结晶可以得到氯酸钠的固体物质．
（1）MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，所以答案是粗MnO2样品中的MnO2和MnCO3转化为可溶性物质，
故答案为：MnO2和MnCO3；
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，反应中，Mn失电子，Cl得电子，得电子数=失电子数=转移电子数=10，电子转移为：
，故答案为：；
（3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2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，故答案为：蒸发皿、玻璃棒；NaCl；
（4）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为0.01mol，则MnCO3的物质的量为0.01mol，质量为115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g，其物质的量为
=0.04mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol，根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol．
故答案为：0.02．
（1）MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，所以答案是粗MnO2样品中的MnO2和MnCO3转化为可溶性物质，
故答案为：MnO2和MnCO3；
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，反应中，Mn失电子，Cl得电子，得电子数=失电子数=转移电子数=10，电子转移为：
，故答案为：；（3）第③属于蒸发，所以所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2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，故答案为：蒸发皿、玻璃棒；NaCl；
（4）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为0.01mol，则MnCO3的物质的量为0.01mol，质量为115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g，其物质的量为
| 2.84g |
| 71g/mol |
故答案为：0.02．
点评：本题通过MnO2的提纯综合考查了常见的基本实验操作、氧化还原方程式的配平、产物的判断及有关计算，难度大．
练习册系列答案
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