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简答题

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5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,请用单线桥法表示电子的转移情况.

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、____________,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有______(写化学式).

(4)若粗MnO2样品的质量为 12.69g,第①步反应后,经过滤得到 8.7gMnO2,并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要______ mol NaClO3

正确答案

解:粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品加入硫酸,MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,同时产生二氧化碳,向硫酸锰中加入氯酸钠,反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到氯酸钠的溶液,蒸发浓缩结晶可以得到氯酸钠的固体物质.

(1)MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,所以答案是粗MnO2样品中的MnO2和MnCO3转化为可溶性物质,

故答案为:MnO2和MnCO3

(2)MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,以反应的化学方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,反应中,Mn失电子,Cl得电子,得电子数=失电子数=转移电子数=10,电子转移为:,故答案为:

(3)第③属于蒸发,所以所需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl,故答案为:蒸发皿、玻璃棒;NaCl;

(4)根据质量守恒和化学方程式计算,CO2的物质的量为0.01mol,则MnCO3的物质的量为0.01mol,质量为115g/mol×0.01mol=1.15g,所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g,其物质的量为 =0.04mol,因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol,根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol.

故答案为:0.02.

解析

解:粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品加入硫酸,MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,同时产生二氧化碳,向硫酸锰中加入氯酸钠,反应的离子方程式5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到氯酸钠的溶液,蒸发浓缩结晶可以得到氯酸钠的固体物质.

(1)MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,所以答案是粗MnO2样品中的MnO2和MnCO3转化为可溶性物质,

故答案为:MnO2和MnCO3

(2)MnSO4要转化为MnO2,需失去电子,故需要加入NaClO3做氧化剂,以反应的化学方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,反应中,Mn失电子,Cl得电子,得电子数=失电子数=转移电子数=10,电子转移为:,故答案为:

(3)第③属于蒸发,所以所需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl,故答案为:蒸发皿、玻璃棒;NaCl;

(4)根据质量守恒和化学方程式计算,CO2的物质的量为0.01mol,则MnCO3的物质的量为0.01mol,质量为115g/mol×0.01mol=1.15g,所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g,其物质的量为 =0.04mol,因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol,根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol.

故答案为:0.02.

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工业上用某矿渣(主要成分是Cu2O,少量杂质是Al2O3、Fe2O3和SiO2)提取铜的操作流程如下:

已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O

(1)固体混合物A中的成分是______(填化学式).

(2)反应I完成后,铁元素的存在形式为______(填离子符号).

(3)y的数值范围是______

(4)若电解法获得Cu 64.0g,则原矿渣中Cu2O的质量是______

a、144.0gb、大于144.0g c、小于144.0g

(5)下列关于用NaClO调节溶液pH的说法正确的是______

a、加入NaClO可使溶液的pH降低

b、NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应:ClO-+H+=HClO,ClO-消耗H+,从而达到调节pH的目的

c、NaClO能调节pH的主要原因是由于NaClO水解:ClO-+H2O⇌HClO+OH-消耗H+,从而达到调节pH的目的.

(6)用NaClO调pH,生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,且该物质与还原产物的物质的量之比为4:1,该反应的离子方程式为______

正确答案

解:矿渣加入稀硫酸,Cu2O、Al2O3、Fe2O3溶解,二氧化硅不溶,所以固体混合物A是不溶于稀硫酸的物质,发生的反应有Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,得出A的成分是SiO2、Cu;

由于单质Cu存在,铁元素以Fe2+形式存在,反应方程式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,滤液中主要是Al3+、Fe2+、Cu2+

加入NaClO具有氧化性,氧化Fe2+为Fe3+,同时调节溶液pH使Al3+、Fe3+沉淀完全,根据Fe(OH)3和Al(OH)3开始沉淀和沉淀结束的pH关系,x范围是:3.2≤pH<4.0,目的是沉淀Fe(OH)3;y范围是:5.2≤pH<5.4,沉淀Al(OH)3;最后得到氯化铜、硫酸铜溶液,电解法获取Cu时,阴极发生还原反应:Cu2++2e-=Cu;阳极发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑;次氯酸钠中的次氯酸根结合溶液中的氢离子,PH升高;NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO-+H+⇌HClO,ClO-消耗H+,从而达到调节pH的目的;溶液显示酸性,次氯酸是弱酸,次氯酸根结合酸溶液中的氢离子;生成一种具有漂白作用的物质是次氯酸;

(1)通过以上分析知,固体混合物A中的成分是SiO2、Cu,故答案为:SiO2、Cu;

(2)反应I发生的反应为Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,所以反应I完成后,铁元素的存在形式为Fe2+,故答案为:Fe2+

(3)通过以上分析知,调节y的目的是除去铝离子而不能除去铜离子,所以y的数值范围是5.2≤pH<5.4,故答案为:5.2≤pH<5.4;

(4)根据Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+知,Cu2O中大多数Cu元素生成铜离子,少数生成Cu单质,若电解法获得Cu 64.0g,其物质的量是1mol,原矿渣中Cu2O的物质的量大于0.5mol而小于1mol,其质量=0.5mol×144g/mol=72g,所以大于72g而小于144g,故答案为:c;

(5)ClO-和H+反应生成弱电解质HClO,从而消耗氢离子导致溶液pH升高,从而调节溶液的pH,故答案为:b;

(6)用NaClO调pH,生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,沉淀B是氢氧化铁,漂白性物质是HClO,且该物质与还原产物的物质的量之比为4:1,据此书写该反应的离子方程式为2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO,

故答案为:2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO.

解析

解:矿渣加入稀硫酸,Cu2O、Al2O3、Fe2O3溶解,二氧化硅不溶,所以固体混合物A是不溶于稀硫酸的物质,发生的反应有Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,得出A的成分是SiO2、Cu;

由于单质Cu存在,铁元素以Fe2+形式存在,反应方程式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,滤液中主要是Al3+、Fe2+、Cu2+

加入NaClO具有氧化性,氧化Fe2+为Fe3+,同时调节溶液pH使Al3+、Fe3+沉淀完全,根据Fe(OH)3和Al(OH)3开始沉淀和沉淀结束的pH关系,x范围是:3.2≤pH<4.0,目的是沉淀Fe(OH)3;y范围是:5.2≤pH<5.4,沉淀Al(OH)3;最后得到氯化铜、硫酸铜溶液,电解法获取Cu时,阴极发生还原反应:Cu2++2e-=Cu;阳极发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑;次氯酸钠中的次氯酸根结合溶液中的氢离子,PH升高;NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO-+H+⇌HClO,ClO-消耗H+,从而达到调节pH的目的;溶液显示酸性,次氯酸是弱酸,次氯酸根结合酸溶液中的氢离子;生成一种具有漂白作用的物质是次氯酸;

(1)通过以上分析知,固体混合物A中的成分是SiO2、Cu,故答案为:SiO2、Cu;

(2)反应I发生的反应为Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,所以反应I完成后,铁元素的存在形式为Fe2+,故答案为:Fe2+

(3)通过以上分析知,调节y的目的是除去铝离子而不能除去铜离子,所以y的数值范围是5.2≤pH<5.4,故答案为:5.2≤pH<5.4;

(4)根据Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+知,Cu2O中大多数Cu元素生成铜离子,少数生成Cu单质,若电解法获得Cu 64.0g,其物质的量是1mol,原矿渣中Cu2O的物质的量大于0.5mol而小于1mol,其质量=0.5mol×144g/mol=72g,所以大于72g而小于144g,故答案为:c;

(5)ClO-和H+反应生成弱电解质HClO,从而消耗氢离子导致溶液pH升高,从而调节溶液的pH,故答案为:b;

(6)用NaClO调pH,生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,沉淀B是氢氧化铁,漂白性物质是HClO,且该物质与还原产物的物质的量之比为4:1,据此书写该反应的离子方程式为2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO,

故答案为:2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+4HClO.

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工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种流程如下:

请回答下列问题:

(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为______

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为______

(3)滤液E、K中溶质的主要成份是______(填化学式),写出该物质的一种用途______

 (4)流程甲加入盐酸得到滤液B中含有 Fe3+、Cl-等多种微粒,据此回答下列问题.

①验证其中含Fe3+,可取少量滤液并加入______(填试剂名称).

②用FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的化学方程式为:______.若将该反应设计成原电池,如图所示,则正极的电极反应式为______

正确答案

解:铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO,不反应的是SiO2,所以固体A为SiO2,滤液B中有Al3+、Fe3+、Mg2+,再加入过量烧碱,Al3++4OH-=[Al(OH)4]-,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2的混合物;滤液D中为Na[Al(OH)4]、NaOH(过量),Na[Al(OH)4]能与CO2反应,Na[Al(OH)4]+CO2(过量)=Al(OH)3↓+NaHCO3,故滤液E为NaHCO3,沉淀F为Al(OH)3,Al(OH)3灼烧得到Al2O3

铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2,所以固体X为Fe2O3、MgO,Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,

(1)Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水,反应离子方程式为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O,

故答案为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;

(2)SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,

故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;

(3)根据工艺流程甲可知,固体A为SiO2,滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等,沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁,滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠,所以向滤液D中通入过量二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠,碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等,

故答案为:NaHCO3;制纯碱或做发酵粉等;

(4)Fe3+与硫氰化钾溶液反应使溶液变红色,所以检验是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液B,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

故答案为:硫氰化钾;

②用FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板,铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子,反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将该反应设计成原电池,负极铜失去电子生成铜离子,正极铁离子得到电子生成亚铁离子,则正极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+

故答案为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;Fe3++e-=Fe2+

解析

解:铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO,不反应的是SiO2,所以固体A为SiO2,滤液B中有Al3+、Fe3+、Mg2+,再加入过量烧碱,Al3++4OH-=[Al(OH)4]-,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2的混合物;滤液D中为Na[Al(OH)4]、NaOH(过量),Na[Al(OH)4]能与CO2反应,Na[Al(OH)4]+CO2(过量)=Al(OH)3↓+NaHCO3,故滤液E为NaHCO3,沉淀F为Al(OH)3,Al(OH)3灼烧得到Al2O3

铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2,所以固体X为Fe2O3、MgO,Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4],SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,

(1)Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水,反应离子方程式为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O,

故答案为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;

(2)SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,

故答案为:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;

(3)根据工艺流程甲可知,固体A为SiO2,滤液B含有氯化铝、氯化铁、氯化镁等,沉淀C为氢氧化铁、氢氧化镁,滤液D含有偏铝酸钠、氯化钠,所以向滤液D中通入过量二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠,碳酸氢钠可用于制纯碱或做发酵粉等,

故答案为:NaHCO3;制纯碱或做发酵粉等;

(4)Fe3+与硫氰化钾溶液反应使溶液变红色,所以检验是否含Fe3+离子的方法为:取少量滤液B,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+

故答案为:硫氰化钾;

②用FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板,铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子,反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将该反应设计成原电池,负极铜失去电子生成铜离子,正极铁离子得到电子生成亚铁离子,则正极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+

故答案为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;Fe3++e-=Fe2+

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简答题

某化学兴趣小组在实验室中用铝土矿(主要成分是Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O,含少量的Fe2O3、SiO2等杂质)提取纯Al2O3.其操作过程可用以下流程图表示:

(1)在实验中需用1mol•L-1的NaOH溶液480mL,现已有下列仪器:托盘天平(砝码)、胶头滴管、药匙、烧杯、玻璃棒,配制该溶液时还缺少的仪器是______;在灼烧操作中需用到图1所示仪器中的一种,其名称是______

(2)写出滤液A中的一种溶质与过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式:______;写出步骤③中的离子反应方程式:______

(3)若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②,将对后面操作产生的影响是______

(4)甲同学在实验室中用图2装置制备CO2气体,并将其通入滤液B中,结果没有产生预期现象.

①乙同学分析认为:甲同学通入CO2不足是导致实验失败的原因之一,你认为乙的分析______(填“合理”或“不合理”);若合理,用离子方程式解释其原因:______(若认为不合理,该空不作答).

②丙同学分析认为:甲同学通入的CO2中含有HC1气体也是导致实验失败的原因,在实验中增加某装置可解决这个问题.请帮助丙同学画出该装置图2,并注明所加入的试剂.

正确答案

解:(1)配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶,且容量瓶的规格应该等于或稍微大于需要溶液体积,实验室没有480mL容量瓶,所以应该选择500mL容量瓶;用于灼烧的仪器是坩埚,

故答案为:500mL容量瓶;坩埚;

(2)Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O、Fe2O3和稀盐酸反应生成可溶性氯化物,所以滤液中含有FeCl3、AlCl3、盐酸,向滤液中加入过量NaOH溶液,NaOH和AlCl3生成NaAlO2、和FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀,所以滤液B中溶质为NaCl、NaOH、NaAlO2,向NaAlO2充入过量CO2生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3;NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-,③中的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

故答案为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯,

故答案为:步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中含有SiO2

(4)①滤液中含有过量的NaOH,二氧化碳不足量时,先发生CO2和NaOH的反应,所以该同学解释合理,离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O,故答案为:合理;2OH-+CO2=CO32-+H2O;

②除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液,且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则,该装置图为,故答案为:

解析

解:(1)配制一定物质的量浓度溶液需要容量瓶,且容量瓶的规格应该等于或稍微大于需要溶液体积,实验室没有480mL容量瓶,所以应该选择500mL容量瓶;用于灼烧的仪器是坩埚,

故答案为:500mL容量瓶;坩埚;

(2)Al2O3•H2O、Al2O3•3H2O、Fe2O3和稀盐酸反应生成可溶性氯化物,所以滤液中含有FeCl3、AlCl3、盐酸,向滤液中加入过量NaOH溶液,NaOH和AlCl3生成NaAlO2、和FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀,所以滤液B中溶质为NaCl、NaOH、NaAlO2,向NaAlO2充入过量CO2生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3;NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,过量NaOH溶液反应后生成物进入滤液B中的离子反应方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-,③中的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

故答案为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O、OH-+CO2=HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(3)步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中含有SiO2导致氧化铝不纯,

故答案为:步骤①不溶物SiO2在步骤②中被NaOH溶解,最后得到的Al2O3中含有SiO2

(4)①滤液中含有过量的NaOH,二氧化碳不足量时,先发生CO2和NaOH的反应,所以该同学解释合理,离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O,故答案为:合理;2OH-+CO2=CO32-+H2O;

②除去CO2中的HCl用饱和NaHCO3溶液,且洗气装置中导气管遵循“长进短出”原则,该装置图为,故答案为:

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MnO2是重要无机材料,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实验,其流程如下

(已知:氧化性强弱顺序:ClO3->MnO2>Fe2+

(1)铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应,相关反应的化学方程式为:______

(2)第②步反应离子方程式为:______

(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、玻璃棒、____________,第③步蒸发得到的固体中除了NaClO3和NaOH,还一定含有______(写化学式).

(4)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,则碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是______

(5)若粗MnO2样品中的质量为28.2g,第①步反应后,经过滤得到17.4g MnO2,并收集到448mL CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要______mol NaClO3才能将Mn2+完全转化为MnO2

正确答案

解: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)铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应,反应的化学方程式为:3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn,

故答案为:3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn;

(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+

故答案为:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+

(3)第③属于蒸发,所以所需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl,

故答案为:酒精灯;蒸发皿;NaCl;

(4)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰得到电子,则电极反应式为:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-

故答案为:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-

(5)生成的CO2的物质的量为:=0.02mol,则MnCO3的物质的量为0.02mol,碳酸锰的质量为:115g/mol×0.0:2mol=2.3,

混合物中MnO的质量为:28.2g-17.4g-2.3g=8.5g,MnO的物质的量为:=0.12mol,

因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为:0.02mol+0.12mol=0.14mol,

根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可计算出需要NaClO3的物质的量为:0.14mol×=0.056mol,

故答案为:0.056.

解析

解: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)铝与二氧化锰在高温下发生铝热反应,反应的化学方程式为:3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn,

故答案为:3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn;

(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+

故答案为:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+

(3)第③属于蒸发,所以所需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl,

故答案为:酒精灯;蒸发皿;NaCl;

(4)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰得到电子,则电极反应式为:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-

故答案为:MnO2+H2O+e-═MnOOH+OH-

(5)生成的CO2的物质的量为:=0.02mol,则MnCO3的物质的量为0.02mol,碳酸锰的质量为:115g/mol×0.0:2mol=2.3,

混合物中MnO的质量为:28.2g-17.4g-2.3g=8.5g,MnO的物质的量为:=0.12mol,

因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为:0.02mol+0.12mol=0.14mol,

根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可计算出需要NaClO3的物质的量为:0.14mol×=0.056mol,

故答案为:0.056.

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