题目内容
MnO2是重要无机材料，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
（已知：氧化性强弱顺序：ClO3-＞MnO2＞Fe2+）
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，相关反应的化学方程式为： ．
（2）第②步反应离子方程式为： ．
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、玻璃棒、 、 ，第③步蒸发得到的固体中除了NaClO3和NaOH，还一定含有 （写化学式）．
（4）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是 ．
（5）若粗MnO2样品中的质量为28.2g，第①步反应后，经过滤得到17.4g MnO2，并收集到448mL CO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3才能将Mn2+完全转化为MnO2．
（已知：氧化性强弱顺序：ClO3-＞MnO2＞Fe2+）
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，相关反应的化学方程式为：
（2）第②步反应离子方程式为：
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、玻璃棒、
（4）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是
（5）若粗MnO2样品中的质量为28.2g，第①步反应后，经过滤得到17.4g MnO2，并收集到448mL CO2（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MnO和MnCO3）样品中加入过量的稀硫酸，由于MnO2不溶于硫酸，则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，过滤得滤液Ⅰ为硫酸锰溶液，加入NaClO3发生反应为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，再过滤得到滤液Ⅱ和二氧化锰固体，而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应生成氧化铝和锰，据此写出反应的方程式；
（2）依据得失电子守恒和质量守恒可写出离子方程式；
（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）根据原电池工作原理判断正极发生还原反应，然后根据总反应写出正极的电极反应式；
（5）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为0.02mol，则MnCO3的物质的量为0.02mol，质量为：115g/mol×0.0：2mol=2.3，所以MnO的质量为28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，其物质的量为
=0.12mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.14mol，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0.056mol．
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应生成氧化铝和锰，据此写出反应的方程式；
（2）依据得失电子守恒和质量守恒可写出离子方程式；
（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）根据原电池工作原理判断正极发生还原反应，然后根据总反应写出正极的电极反应式；
（5）根据质量守恒和化学方程式计算，CO2的物质的量为0.02mol，则MnCO3的物质的量为0.02mol，质量为：115g/mol×0.0：2mol=2.3，所以MnO的质量为28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，其物质的量为
| 8.5g |
| 71g/mol |
解答：
解：粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品中加入过量的稀硫酸，由于MnO2不溶于硫酸，则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，过滤得滤液Ⅰ为硫酸锰溶液，加入NaClO3发生反应为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，再过滤得到滤液Ⅱ和二氧化锰固体，而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，反应的化学方程式为：3MnO2+4Al
2Al2O3+3Mn，
故答案为：3MnO2+4Al
2Al2O3+3Mn；
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
故答案为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（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：酒精灯；蒸发皿；NaCl；
（4）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO（OH）+OH-，
故答案为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-；
（5）生成的CO2的物质的量为：
=0.02mol，则MnCO3的物质的量为0.02mol，碳酸锰的质量为：115g/mol×0.0：2mol=2.3，
混合物中MnO的质量为：28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，MnO的物质的量为：
=0.12mol，
因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为：0.02mol+0.12mol=0.14mol，
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：0.14mol×
=0.056mol，
故答案为：0.056．
（1）铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应，反应的化学方程式为：3MnO2+4Al
| ||
故答案为：3MnO2+4Al
| ||
（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，
故答案为：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；
（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：酒精灯；蒸发皿；NaCl；
（4）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO（OH）+OH-，
故答案为：MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-；
（5）生成的CO2的物质的量为：
| 0.448L |
| 22.4L/mol |
混合物中MnO的质量为：28.2g-17.4g-2.3g=8.5g，MnO的物质的量为：
| 8.5g |
| 71g/mol |
因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为：0.02mol+0.12mol=0.14mol，
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：0.14mol×
| 2 |
| 5 |
故答案为：0.056．
点评：本题考查物质的分离与提纯方法的综合应用，为高频考点，题目难度中等，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，注意掌握化学实验基本操作方法，试题侧重分析能力及推断能力的考查．
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下列说法正确的是（ ）
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①H2 ②O2 ③CO2．
①H2 ②O2 ③CO2．
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