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③步Cl2与热NaOH溶液反应的化学方程式
 

（3）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
 
mol NaClO3．
（4）该流程中可以循环利用的物质是稀硫酸和
 
．
考点：物质分离、提纯的实验方案设计
专题：实验题
分析：（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）氯气与热的NaOH发生氧化还原反应生成NaCl、NaClO3、水；
（3）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
=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；
（4）由工艺流程图可以看出，循环利用的是H2SO4和NaClO3．
解答： 解：（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，所以粗MnO2样品中的MnO和MnCO3转化为可溶性物质，
故答案为：MnO和MnCO3；
（2）氯气与热的NaOH发生氧化还原反应生成NaCl、NaClO3、水，离子反应为3Cl2+6OH-=5Cl-+ClO3-+3H2O，故答案为：3Cl2+6OH-=5Cl-+ClO3-+3H2O；
（3）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
=0.04mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol，由反应5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，需要NaClO3的物质的量为0.05mol×
2
5
=0.02mol，故答案为：0.02；
（4）由工艺流程图可以看出，循环利用的是H2SO4和NaClO3，故答案为：NaClO3．
点评：本题考查混合物分离、提纯的实验方案的设计，为高频考点，把握流程中发生的化学反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析能力及推断能力的考查，题目难度不大．
练习册系列答案
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将SO2气体通入BaCl2溶液中，未见白色沉淀，继续通入另一种气体立即产生沉淀，则通入的气体不可能的是（　　）
A、Cl2
B、NH3
C、H2S
D、CO2
暗紫色化合物M具有绿色、高电压和高能量的特点，近年来引起了电化学界的高度重视．在常温和干燥的条件下，化合物M可以稳定的存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质．某兴趣小组的同学对化合物M进行组成分析，确定M中仅含有A、B、C三种元素，其中元素A最外层电子数为电子层数的3倍；元素B为常见金属元素；元素C为第四周期中金属性最强的元素．取3.96g化合物M的粉末溶于水，滴加足量的稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反应．过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g．
（1）B元素在元素周期表中的位置
 
；A的原子结构示意图
 
．
（2）化合物M的化学式为
 
；化合物A与H2O反应的离子方程式为
 
．
（3）化合物M还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂．原因是
 
．
（4）化合物M的制备还可通过氧化法，试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备M的化学方程式
 
．
（5）目前，人们针对化合物M的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展．下列物质中有可能提高化合物M水溶液稳定性的是
 
．
A．亚硫酸钠        B．KOH      C．醋酸       D．Fe（NO3）3
（6）为研究温度对化合物M水溶液稳定性的影响，请设计一个实验方案
 
．
400mL NaNO3和AgNO3的混合溶液中c（NO3-）=4mol/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体（标准状况），假设电解后溶液体积仍为400mL．试计算：
（1）上述电解过程中转移电子的物质的量；
（2）电解后溶液中的c（H+）．
实验室可由软锰矿（主要成分为 MnO2）制备 KMnO4，方法如下：软锰矿与过量固体 KOH 和 KClO3 在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4）和 KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO2和 KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO4请回答：
（1）软锰矿制备K2MnO4的化学方程是
 
．
（2）配平氧化还原反应方程式：
 
 C2O
 
2-
4
+
 
MnO
 
-
4
+
 
H+=
 
CO2+
 
Mn2++
 
H2O
（3）称取6.0g含H2C2O4?2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液．量取两份此溶液各25.00mL，分别置于两个锥形瓶中．
①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25mol?L-1NaOH溶液至20.00mL时，溶液由无色变为浅红色．
②第二份溶液中滴加0.10mol?L-1的酸性高锰酸钾溶液至16.00mL时反应完全，此时溶液颜色由
 
变
 
．
③原试样中H2C2O4?2H2O的质量分数为
 
．
现有一瓶气体为NH3，气体的物质的量为0.2mol
①气体的质量为
 
，气体中含氢原子的物质的量为
 
mol．
②气体中所含分子数为
 
．
③气体在标准状况下的体积为
 
．
④将气体甲完全溶解于水中形成500mL溶液，所得溶液溶质的物质的量浓度为
 
mol?L-1．
⑤将④中所得溶液取出100mL，加水稀释至1000ml，所得溶液溶质的物质的量浓度为
 
mol?L-1．
下列物质中，含分子个数最多的是
 
，含原子个数最少的是
 
．
A.6g H2；     B.0.5mol CO2；      C.1.20×1024个HCl分子；D.147gH2SO4；  E.92g乙醇（C2H5OH）；  F.1L 0.100mol/L的蔗糖（C12H22O11）溶液．
H2SO4的相对分子质量为
 
其摩尔质量为
 
  1.5molH2SO4的质量为
 
．
水的相对分子质量为18，则一个水分子的质量为（　　）
A、
18
NA
B、
18
6.02×1023
g/mol
C、18 NA g
D、
18
6.02×1023
g

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