Question

1．MnO₂是一種重要的無機(jī)功能材料，粗MnO₂（含有較多的MnO、MnCO₃）的提純是工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)．如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)上粗MnO₂轉(zhuǎn)化為純MnO₂的工藝流程．

請(qǐng)回答問題：
（1）操作A的名稱是過濾．
（2）NaClO₃中氯元素的化合價(jià)為+5價(jià)．
（3）蒸發(fā)所需要的儀器有鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、蒸發(fā)皿、酒精燈和玻璃棒
（4）寫出加稀硫酸時(shí)產(chǎn)生CO₂的化學(xué)方程式：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑．
（5）該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是H₂SO₄和NaClO₃．

Answer 1

分析 粗MnO₂（含有較多的MnO₂和MnCO₃）樣品加入硫酸，MnO₂不溶于硫酸，所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳，過濾后得二氧化錳固體及含有硫酸錳的濾液a，向?yàn)V液a中加入氯酸鈉，反應(yīng)的離子方程式5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺，將產(chǎn)生的氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以得到氯酸鈉的溶液，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶可以得到氯酸鈉的固體物質(zhì)，將反應(yīng)后的溶液過濾得固體二氧化錳，和濾液b為含有硫酸的溶液，
（1）根據(jù)將溶液和固體分離的方法叫做過濾進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)在化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)蒸發(fā)時(shí)需要玻璃杯攪拌，使受熱均勻進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)題意找出反應(yīng)物和生成物正確書寫化學(xué)方程式；
（5）根據(jù)工藝流程圖進(jìn)行解答．

解答 解：粗MnO₂（含有較多的MnO₂和MnCO₃）樣品加入硫酸，MnO₂不溶于硫酸，所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳，過濾后得二氧化錳固體及含有硫酸錳的濾液a，向?yàn)V液a中加入氯酸鈉，反應(yīng)的離子方程式5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺，將產(chǎn)生的氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以得到氯酸鈉的溶液，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶可以得到氯酸鈉的固體物質(zhì)，將反應(yīng)后的溶液過濾得固體二氧化錳，和濾液b為含有硫酸的溶液，
（1）粗MnO₂中加入稀硫酸會(huì)產(chǎn)生硫酸錳、水和二氧化碳，因二氧化錳不溶于水，可通過過濾分離，過濾后的濾液中會(huì)含有硫酸錳，
故答案為：過濾；
（2）根據(jù)在化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零的原則，設(shè)氯元素的化合價(jià)為a，則+1+a+（-2）×3=0，a=+5，
故答案為：+5；
（3）蒸發(fā)時(shí)需要玻璃杯攪拌，使受熱均勻，故還需要玻璃棒，
故答案為：玻璃棒；
（4）碳酸錳和硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑，
故答案為：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）因?yàn)樽詈螽a(chǎn)物中有NaClO₃，濾液b中含有硫酸，所以可循環(huán)使用的物質(zhì)是H₂SO₄和NaClO₃，
故答案為：NaClO₃ ．

點(diǎn)評(píng) 本題通過MnO₂的提純綜合考察了常見的基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原方程式的配平、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，題目難度中等．