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(14分)MnO2是一种重要的催化剂。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:

(1)检验操作A所得的MnO2是否洗涤干净的方法是 。

(2)第②步反应的离子反应方程式为 。

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、 、 、玻璃棒。

(4)上述流程中可用于循环使用的物质是 (填化学式)。

(5)MnO2不仅可作催化剂还可作氧化剂,写出1个用二氧化锰作氧化剂的化学反应方程式 。

(6)若粗MnO2样品的质量为24.28g,第①步反应后,经过滤得到18.35g MnO2,并收集到0.672 LCO2(标准状况下),则样品中所含的MnO质量为 g。

 

(14分,每空2分)

(1)取最后一次洗涤液于少量试管中,滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,说明已洗涤干净。

(2)5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+。

(3)酒精灯 蒸发皿 (4)NaClO3

(5)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

(6)2.48

【解析】

试题分析:粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品中加入过量的稀硫酸,由于MnO2不溶于硫酸,则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,过滤得滤液Ⅰ为硫酸锰溶液,加入NaClO3发生反应为:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+,再过滤得到滤液Ⅱ和二氧化锰固体,而氯气与热的氢氧化钠反应生成氯酸钠方程式为:3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O。

(1)若MnO2没有洗涤干净,MnO2表面沾附溶液含有SO42?,所以检验过滤Ⅰ所得的MnO2是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中,滴加氯化钡溶液,若无浑浊现象出现,说明已洗涤干净。

(2)MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,依据得失电子守恒可以配平,所以反应的化学方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,因此反应的离子方程式是:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+。

(3)蒸发操作必需的仪器除了铁架台(含铁圈)、玻璃棒,还需要加热的仪器:酒精灯,盛放溶液的仪器:蒸发皿。

(4)根据流程最终生成氯酸钠固体,在第②步刚好也用到氯酸钠溶液,所以可用于循环使用的物质是NaClO3。

(5)实验室用MnO2与浓盐酸加热制取Cl2,MnO2为氧化剂,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。

(6)CO2的物质的量为:0.672L÷22.4L/mol=0.03mol,根据质量守恒和化学方程式可知,MnCO3的物质的量为0.03mol,质量为115g/mol×0.03mol=3.45g,所以MnO的质量为24.28g-18.35g-3.45g=2.48g。

考点:本题考查化学流程的分析、基本仪器与基本操作、方程式的计算、化学计算。

 

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