Question

17．“蛟龙”号载人潜水器在南海的“蛟龙海山”海底发现了大面积的锰结核（即：锰的氧化物与其它金属氧化物的混合物）．锰及其化合物在现代工业中有极其重要的用途．工业上从锰结核中制取纯净的MnO₂工艺流程如下图所示：

（1）为提高硫酸淋洗效果，需要对 富集后的矿石进行处理，处理的内容是将矿石粉碎，步骤Ⅰ中，试剂甲必须具有的性质是b（填序号）．
   a．氧化性    b．还原性    c．酸性
（2）操作Ⅲ的名称是过滤，若是在实验室中进行，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗．
（3）已知溶液B中的产物之一（Q）可循环用于上述生产，试写出A与NaOH反应的化学方程式3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O，虽然Q可循环利用，但有人认为生产中仍需要补充物质Q，理由是Cl₂与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl，C的化学式为Na₂SO₄．

Answer 1

分析 工业上从锰结核中制取纯净的MnO₂工艺流程中，先选矿富集，锰结核为锰的氧化物与其它金属氧化物的混合物，加入稀硫酸和试剂甲发生反应生成Mn²⁺，说明发生了氧化还原反应生成锰离子，则甲为还原剂，在溶液中加入NaClO₃反应生成MnO₂、C、水和气体A，A和热氢氧化钠溶液反应生成溶液B，溶液B中的产物之一（Q）可循环用于上述生产证明Q为NaClO₃，则A为Cl₂，B为氯化钠、氯酸钠的溶液，二氧化锰不溶于水，得到MnO₂，C和水通过过滤得到MnO₂，和溶液C+H₂O，依据流程分析和NaClO₃反应的为硫酸锰溶液，所以得到C为Na₂SO₄；
（1）对矿石进行粉碎可提高淋洗效果；
（2）操作III是将固体与溶液分离，故属于过滤，所用玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；
（3）氯气与NaOH反应可得到NaCl与氯的含氧酸盐，由工艺流程图及A中含有可用于循环生产的物质知，氯的含氧酸盐为NaClO₃（即是Q），由此可写出相应的方程式；由于NaClO₃先需要转化为氯气，而Cl₂与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl，故需要补充NaClO₃；流程图知反应II有MnO₂、Cl₂生成，故C物质应该有Na₂SO₄．

解答 解：工业上从锰结核中制取纯净的MnO₂工艺流程中，先选矿富集，锰结核为锰的氧化物与其它金属氧化物的混合物，加入稀硫酸和试剂甲发生反应生成Mn²⁺，说明发生了氧化还原反应生成锰离子，则甲为还原剂，在溶液中加入NaClO₃反应生成MnO₂、C、水和气体A，A和热氢氧化钠溶液反应生成溶液B，溶液B中的产物之一（Q）可循环用于上述生产证明Q为NaClO₃，则A为Cl₂，B为氯化钠、氯酸钠的溶液，二氧化锰不溶于水，得到MnO₂，C和水通过过滤分离得到MnO₂，和溶液C+H₂O，依据流程分析，反应II有MnO₂、Cl₂生成，和NaClO₃反应的为硫酸锰溶液，所以得到C为Na₂SO₄；
（1）为提高硫酸淋洗效果，需要对 富集后的矿石进行处理，处理的内容是对矿石进行粉碎可提高淋洗效果，试剂甲可以把锰元素还原为最低价锰离子，应具有还原性，
故答案为：对矿石进行粉碎可提高淋洗效果；b；
（2）操作III是将固体与溶液分离，故属于过滤，若是在实验室中进行，需要用到的玻璃仪器有有玻璃棒、烧杯、漏斗，
故答案为：过滤；玻璃棒、烧杯、漏斗；
（3）上述分析可知，A与氢氧化钠溶液反应为氯气与NaOH反应可得到NaCl与氯的含氧酸盐，反应的化学方程式为：3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O；由工艺流程图及A中含有可用于循环生产的物质知，氯的含氧酸盐为NaClO₃（即是Q），由此可写出相应的方程式；由于NaClO₃先需要转化为氯气，而Cl₂与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl，故需要补充NaClO₃；流程图知反应II有MnO₂、Cl₂生成，故C物质应该有Na₂SO₄，
故答案为：3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O；Cl₂与NaOH反应时有一部分氯元素转化为NaCl；Na₂SO₄．

点评 本题考查了物质的分离提纯方法和流程分析判断，主要是物质性质和实验基本操作的理解应用，氧化还原反应产物的分析，掌握基础是关键，题目难度中等．