Question

（共12分）

MnO2是一種重要的無機功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學習小組設計了將粗MnO2（含有較多的MnO和MnCO3）樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實驗，其流程如下：

（1）第①步加稀H2SO4時，粗MnO2樣品中的 （寫化學式）轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。

（2）第②步反應的離子方程式是

□ + □ClO3— + □ = □MnO2↓ + □Cl2↑ + □ 。

（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、酒精燈、 、 。

已知蒸發(fā)得到的固體中含有NaClO3和NaOH，則一定還含有 （寫化學式）。

（4）用濃硫酸來配制本實驗需要的稀硫酸，進行如下操作，其中會使所配溶液濃度偏高的是

A用量筒量取濃硫酸倒入小燒杯后，用蒸餾水洗滌量筒并將洗滌液轉(zhuǎn)移到小燒杯中

B定容時仰視

C用量筒量取濃硫酸時，讀數(shù)時仰視

D容量瓶中有水，未進行干燥

（5）若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應后，經(jīng)過濾得到8.7g MnO2，并收集到0.224L CO2（標準狀況下），則在第②步反應中至少需要 mol NaClO3。

 

Answer 1

（1）MnO和MnCO3 （2）5Mn2+ 2 4H2O 5 1 8H+

（3）蒸發(fā)皿 玻璃棒 NaCl （4）AC （5）0.02

【解析】

試題分析：（1）稀硫酸與碳酸錳、氧化錳反應生成硫酸錳可溶于水，所以 粗MnO2樣品中的MnO和MnCO3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)；

（2）第二步操作中加入氯酸鈉的目的是把錳離子氧化為二氧化錳的沉淀，所以反應物中一定有Mn2+，考慮上步中加入稀硫酸，所以得到的溶液應呈酸性，所以離子方程式中有氫離子參加，先配平氧化劑、還原劑及產(chǎn)物，Mn的化合價從+2價升高到+4價，失去2個電子，Cl元素的化合價從+5價降到0價，得到10個電子（以生成氯氣為標準），所以錳離子、二氧化錳的系數(shù)是5，氯酸根離子的系數(shù)是2，氯氣的系數(shù)是1，根據(jù)電荷守恒，可知產(chǎn)物中應有陽離子，為氫離子，所以反應物中含有H2O，氫離子的系數(shù)是8，H2O的系數(shù)是5；

（3）蒸發(fā)操作中需要的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、酒精燈，還需要蒸發(fā)皿盛放溶液，玻璃棒用于攪拌溶液；氯氣與氫氧化鈉溶液反應的產(chǎn)物中有氯酸鈉、氫氧化鈉，則一定含有氯化鈉，因為Cl元素的化合價有升高的必有降低的；

（4）A用量筒量取濃硫酸倒入小燒杯后，用蒸餾水洗滌量筒并將洗滌液轉(zhuǎn)移到小燒杯中，使硫酸的物質(zhì)的量增大，所配溶液的濃度偏高；B定容時仰視 ，使溶液的體積偏大，濃度偏低；C用量筒量取濃硫酸時，讀數(shù)時仰視，使量取的濃硫酸的體積偏大，物質(zhì)的量偏多，溶液的濃度偏高；D，定容時需加水，所以容量瓶中有水，未進行干燥，對溶液的濃度無影響，所以答案選AC。

（5）0.224L CO2的物質(zhì)的量是0.01mol，根據(jù)MnCO3的化學式可知，MnCO3的物質(zhì)的量也是0.01mol，質(zhì)量是0.01mol×115g/mol=1.15g，所以MnO的質(zhì)量是12.69g-8.7g-1.15g=2.84g，所以MnO的物質(zhì)的量是2.84g/71g/mol=0.04mol，所以Mn2+的物質(zhì)的量是0.01mol+0.04mol=0.05mol，根據(jù)錳離子與氯酸鈉反應的化學方程式可知，錳離子與氯酸鈉的物質(zhì)的量之比是5:2，所以消耗NaClO3的物質(zhì)的量是0.02mol。

考點：考查對工藝流程的分析，離子方程式的配平，儀器的使用，氧化還原反應的計算