题目内容

某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯净的MnO2实验，其流程如下：

（1）第①步加入H2SO4时，粗MnO2样品中的
 
（填化学式）转化为可溶性物质．
（2）第②步反应离子方程式：
 
+
 
 ClO3-+
 
=
 
 MnO2+
 
 Cl2↑+
 
 H+ （括号内填化学计量数，横线上填化学式或离子符号）
（3）检验第②步反应后过滤所得滤液中含SO42-的设计方法是
 
；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
 
．
（4）若粗MnO2样品的质最为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），则在粗样品中MnO物质的量为
 
mol．
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计
专题：
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）只有MnO2不与硫酸反应；
（2）结合电子、电荷守恒分析；
（3）检验第②步反应后过滤所得滤液中含SO42-的设计方法是取少量第②步反应后过滤所得滤液，先加入足量稀盐酸酸化，再滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀则含有SO42-；蒸发操作，需要蒸发皿、玻璃棒、铁架台等；
（4）由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69g-8.7 g=3.99g．由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知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．
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）第①步加入H2SO4时，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，故答案为：MnO、MnCO3；
（2）由电子、电荷守恒可知，发生的离子反应为5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，故答案为：5Mn2+；2；4H2O；5；1；8；
（3）检验第②步反应后过滤所得滤液中含SO42-的设计方法是取少量第②步反应后过滤所得滤液，先加入足量稀盐酸酸化，再滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀则含有SO42-，蒸发所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒，
故答案为：取少量第②步反应后过滤所得滤液，先加入足量稀盐酸酸化，再滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀则含有SO42-；玻璃棒；
（4）由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69g-8.7 g=3.99g．由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知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，故答案为：0.04．
点评：本题考查物质制备实验方案的设计，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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下列各组物质发生变化时，所克服的粒子间作用力属于同种类型的是（　　）
A、氯化铵晶体和二氧化硅的熔化
B、碘和干冰的升华
C、氯化钾和氯化氢溶解于水
D、溴和汞的气化
Ⅰ．为了除去KCl溶液中少量的Mg2+、SO
 
2-
4
，可选用Ba（OH）2、HCl和K2CO3三种试剂，按如下步骤操作：

（1）上述试剂中，B是
 
，C是
 
．
（2）操作Ⅱ的名称是
 
．
（3）加过量A时发生有关反应的离子方程式为
 
、
 
．
 

Ⅱ．一份无色稀溶液中可能含有Na+、Fe3+、H+、Mg2+、CO
 
2-
3
、OH-、HCO
 
-
3
、Cl-等离子中的若干种．为了确定溶液的组成，进行了如下操作：
①用石蕊试纸测溶液的酸碱性，试纸显蓝色；
②取2毫升溶液，先加足量稀硝酸酸化，有气体产生，再加氯化钡溶液进行检验，没有明显现象；
（1）原溶液中一定存在的离子是
 
，一定不存在的离子是
 
．
（2）经过上述操作后，还不能肯定是否存在的离子是
 
．请你设计一个简单的实验方案来判断是否存在这种离子．
 
．
为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba（OH）2、盐酸和K2CO3三种试剂，按如图步骤操作：
（1）写出三种试剂的化学式：A
 
，B
 
，C
 
．
（2）加过量A的原因是：
 
，有关反应的化学方程式为：
 
、
 
．
（3）加过量B的原因是：
 
．
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中．工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下．

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：
 
（注明试剂、现象）．
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为
 
（填代号）．
a．氢氧化钠溶液          b．硫酸溶液         c．氨水          d．二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、
 
（填操作名称）、洗涤．
④该过程中涉及某氧化还原反应如下，请完成：□Fe2++□ClO-+□
 
=□Fe（OH）3↓+□C1-+□
 

（2）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为
 
（填代号）．
利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如下：

根据要求填空：
（1）B装置有三种功能：①控制气流速度；②
 
；③
 
．
（2）设V（Cl2）/V（CH4）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢，则x的取值范围是
 
．
（3）D装置中的石棉上均匀附着KI粉末，其作用是
 
．
（4）E装置的作用是
 
（填编号）．
A．收集气体     B．吸收氯气
C．防止倒吸    D．吸收氯化氢
（5）在C装置中，经过一段时间的强光照射，发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式
 
．
（6）装置E中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为
 
，该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是
 
（填编号）
A．CH4     B．CH3Cl    C．CH2Cl2    D．CHCl3    E．CCl4．
下列分离混合物的操作中，必须加热的是（　　）
A、过滤B、分液C、结晶D、蒸馏
根据下列转化关系，填写下列空白

测知B在标准状况时密度为1.25g/L．
（1）反应①的反应类型为
 
，化学方程式为
 

（2）有机物E的名称为
 

（3）写出反应②的化学方程式
 
．
将碎蛋壳放到盛有食醋（含CH3COOH）的家用杯子中，会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，可推知蛋壳的化学成分中含有
 
．完成上述两个离子方程式：
 
；
 
．如果给你少量澄清石灰水，你在家里如何操作可验证上述实验中产生的气体？简述操作过程：
 
．

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