Question

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）轉化為可溶性物質(zhì)．
（2）第③步Cl₂與熱NaOH溶液反應的化學方程式

 

（3）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0.224LCO₂（標準狀況下），則在第②步反應中至少需要

 

mol NaClO₃．
（4）該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是稀硫酸和

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離、提純的實驗方案設計

專題：實驗題

分析：（1）MnO₂不溶于硫酸，樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應生成可溶性的MnSO₄；
（2）氯氣與熱的NaOH發(fā)生氧化還原反應生成NaCl、NaClO₃、水；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒和化學方程式計算，CO₂的物質(zhì)的量為0.01mol，則MnCO₃的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g，其物質(zhì)的量為

2.84g

71g/mol

=0.04mol，因此與稀硫酸反應時共生成MnSO₄的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)方程式5MnSO₄+2NaClO₃+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+Na₂SO₄+4H₂SO₄，可計算出需要NaClO₃的物質(zhì)的量；
（4）由工藝流程圖可以看出，循環(huán)利用的是H₂SO₄和NaClO₃．

解答： 解：（1）MnO₂不溶于硫酸，所以加稀硫酸時樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應生成可溶性的MnSO₄，所以粗MnO₂樣品中的MnO和MnCO₃轉化為可溶性物質(zhì)，
故答案為：MnO和MnCO₃；
（2）氯氣與熱的NaOH發(fā)生氧化還原反應生成NaCl、NaClO₃、水，離子反應為3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O，故答案為：3Cl₂+6OH^-=5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒和化學方程式計算，CO₂的物質(zhì)的量為0.01mol，則MnCO₃的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為115g/mol×0.01mol=1.15g，所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g，其物質(zhì)的量為

2.84g

71g/mol

=0.04mol，因此與稀硫酸反應時共生成MnSO₄的物質(zhì)的量為0.05mol，由反應5MnSO₄+2NaClO₃+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+Na₂SO₄+4H₂SO₄，需要NaClO₃的物質(zhì)的量為0.05mol×

2

5

=0.02mol，故答案為：0.02；
（4）由工藝流程圖可以看出，循環(huán)利用的是H₂SO₄和NaClO₃，故答案為：NaClO₃．

點評：本題考查混合物分離、提純的實驗方案的設計，為高頻考點，把握流程中發(fā)生的化學反應及混合物分離方法為解答的關鍵，側重分析能力及推斷能力的考查，題目難度不大．