Question

MnO₂是一種重要的催化劑．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO₂（含有較多的  MnO和MnCO₃）樣品轉(zhuǎn)化為純MnO₂的實(shí)驗(yàn)，其流程如下：

（1）檢驗(yàn)操作A所得的MnO₂是否洗滌干凈的方法是

 

．
（2）第②步反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為

 

．
（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、

 

、

 

、玻璃棒．
（4）上述流程中可用于循環(huán)使用的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）．
（5）MnO₂不僅可作催化劑還可作氧化劑，寫出1個用二氧化錳作氧化劑的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（6）若粗MnO₂樣品的質(zhì)量為24.28g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到18.35g MnO₂，并收集到0.672LCO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），則樣品中所含的MnO質(zhì)量為

 

g．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：粗MnO₂（含有較多的MnO和MnCO₃）樣品中加入過量的稀硫酸，由于MnO₂不溶于硫酸，則樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，過濾得濾液Ⅰ為硫酸錳溶液，加入NaClO₃發(fā)生反應(yīng)為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，再過濾得到濾液Ⅱ和二氧化錳固體，而氯氣與熱的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉方程式為：3Cl₂+6NaOH=NaClO₃+NaCl+3H₂O，
（1）根據(jù)檢驗(yàn)洗滌MnO₂的廢液中是否含硫酸根判斷；
（2）依據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出離子方程式；
（3）蒸發(fā)所需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；
（4）根據(jù)流程中生成的，但再之前又會用到的物質(zhì)一般可以作循環(huán)使用來分析；
（5）MnO₂作催化劑，實(shí)驗(yàn)室分解氯酸鉀制氧氣；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒和化學(xué)方程式計(jì)算，CO₂的物質(zhì)的量為

0.672

22.4

=0.03mol，則MnCO₃的物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量為115g/mol×0.03mol=3.45g，所以MnO的質(zhì)量為24.28g-18.35g-3.45g=2.48g．

解答： 解：粗MnO₂（含有較多的MnO和MnCO₃）樣品中加入過量的稀硫酸，由于MnO₂不溶于硫酸，則樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，過濾得濾液Ⅰ為硫酸錳溶液，加入NaClO₃發(fā)生反應(yīng)為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，再過濾得到濾液Ⅱ和二氧化錳固體，而氯氣與熱的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉方程式為：3Cl₂+6NaOH=NaClO₃+NaCl+3H₂O；
（1）檢驗(yàn)過濾Ⅰ所得的MnO₂是否洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液于試管中，滴加氯化鋇溶液，若無渾濁現(xiàn)象出現(xiàn)，說明已洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌液于試管中，滴加氯化鋇溶液，若無渾濁現(xiàn)象出現(xiàn)，說明已洗滌干凈；
（2）MnSO₄要轉(zhuǎn)化為MnO₂，需失去電子，故需要加入NaClO₃做氧化劑，依據(jù)得失電子守恒可以配平，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是：5MnSO₄+2NaClO₃+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+Na₂SO₄+4H₂SO₄，因此反應(yīng)的離子方程式是：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，故答案為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；
（3）第③屬于蒸發(fā)，所以所需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒，故答案為：酒精燈、蒸發(fā)皿；
（4）根據(jù)流程最終生成氯酸鈉固體在第②步剛好也用到氯酸鈉溶液，所以可用于循環(huán)使用的物質(zhì)是NaClO₃，故答案為：NaClO₃；
（5）MnO₂作催化劑，實(shí)驗(yàn)室分解氯酸鉀制氧氣的方程式為：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑，故答案為：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒和化學(xué)方程式計(jì)算，CO₂的物質(zhì)的量為

0.672

22.4

=0.03mol，則MnCO₃的物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量為115g/mol×0.03mol=3.45g，所以MnO的質(zhì)量為24.28g-18.35g-3.45g=2.48g；故答案為：2.48．

點(diǎn)評：本題通過MnO₂的提純綜合考查了常見的基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原方程式的書寫、產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力及推斷能力的考查，題目難度不大．