Question

（共12分）

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是

□ + □ClO3— + □ = □MnO2↓ + □Cl2↑ + □ 。

（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含有NaClO3和NaOH，则一定还含有 （写化学式）。

（4）用浓硫酸来配制本实验需要的稀硫酸，进行如下操作，其中会使所配溶液浓度偏高的是

A用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移到小烧杯中

B定容时仰视

C用量筒量取浓硫酸时，读数时仰视

D容量瓶中有水，未进行干燥

（5）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0.224L CO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要 mol NaClO3。

 

Answer 1

（1）MnO和MnCO3 （2）5Mn2+ 2 4H2O 5 1 8H+

（3）蒸发皿 玻璃棒 NaCl （4）AC （5）0.02

【解析】

试题分析：（1）稀硫酸与碳酸锰、氧化锰反应生成硫酸锰可溶于水，所以 粗MnO2样品中的MnO和MnCO3转化为可溶性物质；

（2）第二步操作中加入氯酸钠的目的是把锰离子氧化为二氧化锰的沉淀，所以反应物中一定有Mn2+，考虑上步中加入稀硫酸，所以得到的溶液应呈酸性，所以离子方程式中有氢离子参加，先配平氧化剂、还原剂及产物，Mn的化合价从+2价升高到+4价，失去2个电子，Cl元素的化合价从+5价降到0价，得到10个电子（以生成氯气为标准），所以锰离子、二氧化锰的系数是5，氯酸根离子的系数是2，氯气的系数是1，根据电荷守恒，可知产物中应有阳离子，为氢离子，所以反应物中含有H2O，氢离子的系数是8，H2O的系数是5；

（3）蒸发操作中需要的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯，还需要蒸发皿盛放溶液，玻璃棒用于搅拌溶液；氯气与氢氧化钠溶液反应的产物中有氯酸钠、氢氧化钠，则一定含有氯化钠，因为Cl元素的化合价有升高的必有降低的；

（4）A用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移到小烧杯中，使硫酸的物质的量增大，所配溶液的浓度偏高；B定容时仰视 ，使溶液的体积偏大，浓度偏低；C用量筒量取浓硫酸时，读数时仰视，使量取的浓硫酸的体积偏大，物质的量偏多，溶液的浓度偏高；D，定容时需加水，所以容量瓶中有水，未进行干燥，对溶液的浓度无影响，所以答案选AC。

（5）0.224L CO2的物质的量是0.01mol，根据MnCO3的化学式可知，MnCO3的物质的量也是0.01mol，质量是0.01mol×115g/mol=1.15g，所以MnO的质量是12.69g-8.7g-1.15g=2.84g，所以MnO的物质的量是2.84g/71g/mol=0.04mol，所以Mn2+的物质的量是0.01mol+0.04mol=0.05mol，根据锰离子与氯酸钠反应的化学方程式可知，锰离子与氯酸钠的物质的量之比是5:2，所以消耗NaClO3的物质的量是0.02mol。

考点：考查对工艺流程的分析，离子方程式的配平，仪器的使用，氧化还原反应的计算