Question

MnO₂是重要化學(xué)物質(zhì)，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO₂（含有較多的MnO、MnCO₃和Fe₂O₃）樣品轉(zhuǎn)化為純MnO₂實驗，其流程如下：

按要求回答下列問題
（1）第②步操作中，氧化性強弱順序：ClO₃^-

 

 MnO₂ （填“＞”“＜”），當(dāng)NaClO₃轉(zhuǎn)移2mol電子時，生成的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為

 

mol．NaClO₃在常溫下能夠與鹽酸反應(yīng)生成氯氣，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）第④步操作中，最終得到的固體除NaClO₃外，還一定含有下列物質(zhì)中的

 

a．NaCl       b．NaClO        c．NaClO₄       d．NaOH
（3）MnO₂是堿性鋅錳電池的正極材料，則堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是：

 

．
（4）為得到純凈的MnO₂，須將過濾后的MnO₂合并后進行洗滌，判斷是否洗滌干凈可選用的試劑是

 

（填寫一組即可）．工業(yè)上可以以石墨為電極電解酸化的硫酸錳制取二氧化錳，該反應(yīng)的陽極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,氧化性、還原性強弱的比較,電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式,常見化學(xué)電源的種類及其工作原理

專題：氧化還原反應(yīng)專題,電化學(xué)專題

分析：粗MnO₂（含有較多的MnO、MnCO₃和Fe₂O₃）樣品中加入過量的稀硫酸，由于MnO₂不溶于硫酸，則樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，過濾得濾液為硫酸錳溶液，加入NaClO₃發(fā)生反應(yīng)為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，再過濾得到濾液和二氧化錳固體，而氯氣與熱的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉方程式為：3Cl₂+6NaOH=NaClO₃+NaCl+3H₂O，
（1）氧化還原反應(yīng)中氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性；根據(jù)方程式轉(zhuǎn)移電子數(shù)計算生成的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量；NaClO₃在常溫下與鹽酸反應(yīng)生成氯氣，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒寫出方程式；
（2）第④步操作中NaOH過量，結(jié)合方程式分析；
（3）根據(jù)原電池工作原理判斷正極發(fā)生還原反應(yīng)，然后根據(jù)總反應(yīng)寫出正極的電極反應(yīng)式；
（4）若沉淀沒有洗滌干凈，則濾液中含有硫酸根離子；電解時，Mn²⁺在陽極失電子生成MnO₂．

解答： 解：粗MnO₂（含有較多的MnO、MnCO₃和Fe₂O₃）樣品中加入過量的稀硫酸，由于MnO₂不溶于硫酸，則樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，過濾得濾液為硫酸錳溶液，加入NaClO₃發(fā)生反應(yīng)為：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，再過濾得到濾液和二氧化錳固體，而氯氣與熱的氫氧化鈉反應(yīng)生成氯酸鈉方程式為：3Cl₂+6NaOH=NaClO₃+NaCl+3H₂O，
（1）已知5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺，ClO₃^-作氧化劑，MnO₂作氧化產(chǎn)物，則氧化性：ClO₃^-＞MnO₂；當(dāng)NaClO₃轉(zhuǎn)移2mol電子時，消耗NaClO₃為0.4mol，則生成MnO₂為1mol；NaClO₃在常溫下與鹽酸反應(yīng)生成氯氣，其反應(yīng)的離子方程式為：ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；
故答案為：＞；1；ClO₃^-+5Cl^-+6H⁺=3Cl₂↑+3H₂O；
（2）第④步操作中NaOH過量，發(fā)生的反應(yīng)為：3Cl₂+6NaOH=NaClO₃+NaCl+3H₂O，則最終得到的固體除NaClO₃外，還有NaOH和NaCl；
故答案為：ad；
（3）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，因此堿性鋅錳電池放電時，正極是二氧化錳得到電子，則電極反應(yīng)式為：MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-，
故答案為：MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-；
（4）若沉淀沒有洗滌干凈，則濾液中含有硫酸根離子，檢驗硫酸根離子選用氯化鋇溶液；電解時，Mn²⁺在陽極失電子生成MnO₂，其電極方程式為；Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺；
故答案為：氯化鋇溶液；Mn²⁺-2e^-+2H₂O=MnO₂+4H⁺．

點評：本題考查物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用，題目難度中等，把握流程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及原電池和電解池原理為解答的關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實驗基本操作方法，試題側(cè)重分析能力及推斷能力的考查．