题目

题型：不详难度：来源：

（8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的实验，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）、       、       、玻璃棒。
（4）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、224LCO₂（标准状况下），则在第①步反应中至少需要       mol H₂SO₄。
（已知摩尔质量：MnO₂ -87g/mol；  MnO-71g/mol；   MnCO₃-115 g/mol）

答案

（8分）
（1）MnO和MnCO₃（2分，对一个1分，错一个扣1分，不计负分）
（2）5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺（配平2分），
（3）蒸发皿酒精灯（2分）； 
（4）0.05（2分）

解析

（1）样品加稀硫酸后，MnO₂不溶，而MnO和MnCO₃均溶于其中：
MnCO₃＋H₂SO₄=MnSO₄＋H₂O＋CO₂↑     MnO＋H₂SO₄=MnSO₄＋H₂O
过滤后得到MnSO₄滤液
（2）由图示可知，NaClO₃中的氯元素化合价降为0价氯气，做氧化剂，氧化了溶液中的MnSO₄，氧化产物为MnO₂：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺
（3）蒸发需要的仪器包括：铁架台、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
（4）由上述方程式可计算出：MnCO₃为0.01mol，质量为1.15g，可消耗0.01mol的硫酸，进而可计算出MnO为2.84g，也就是0.04mol，可消耗0.04mol的硫酸；故最少需要硫酸的物质的量为0.05mol