Question

7．MnO₂是具有多種特殊功能的材料，工業(yè)上用菱鐵礦（MnCO₃）為原料制備MnO₂的工業(yè)流程如下：

試回答以下問題：
（1）提高水浸效率的方法有加熱、攪拌（填兩種）．實驗室里洗滌MnO₂時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒．NaClO的電子式為．
（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為（NH₄）₂SO₄+MnCO₃=MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O．
（3）反應(yīng)②生成MnO₂的同時，得到一種黃綠色的氣體，則該反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+2ClO^-=MnO₂↓+Cl₂↑．
（4）反應(yīng)②的尾氣常溫下通入NaOH溶液后，生成NaClO可循環(huán)利用，若制得87gMnO₂，理論上還需要補充NaClO1mol．
（5）工業(yè)上還可以將菱錳礦用硫酸直接浸取后，通過電解MnSO₄和H₂SO₄的混合液制備MnO₂，則電解時陽極的電極反應(yīng)式為Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺．

Answer 1

分析 菱鐵礦粉碎后加入硫酸銨，并加熱至450℃，然后水浸得到MnSO₄溶液，在MnSO₄溶液中加入NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可生成MnO₂，
（1）提高水浸的效率，可升高溫度、充分?jǐn)嚢枰栽龃蠼佑|面積，實驗室里洗滌MnO₂時可用燒杯、漏斗、玻璃棒等儀器；
（2）MnCO₃和硫酸銨發(fā)生反應(yīng)生成硫酸錳、氨氣和二氧化碳；
（3）反應(yīng)②生成MnO₂的同時，得到一種黃綠色的氣體，說明生成氯氣，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；
（4）n（MnO₂）=$\frac{87g}{87g/mol}$=1mol，結(jié)合Mn²⁺+2ClO^-=MnO₂↓+Cl₂↑和Cl₂+2NaOH=NaCl+NaCl+H₂O可計算；
（5）通過電解MnSO₄和H₂SO₄的混合液制備MnO₂，則Mn元素化合價升高，被氧化，應(yīng)為陽極反應(yīng)．

解答 解：菱鐵礦粉碎后加入硫酸銨，并加熱至450℃，然后水浸得到MnSO₄溶液，在MnSO₄溶液中加入NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)可生成MnO₂，
（1）提高水浸的效率，可升高溫度、充分?jǐn)嚢枰栽龃蠼佑|面積，實驗室里洗滌MnO₂時可用燒杯、漏斗、玻璃棒等儀器，NaClO為離子化合物，電子式為，
故答案為：加熱；攪拌；燒杯、漏斗、玻璃棒；；
（2）MnCO₃和硫酸銨發(fā)生反應(yīng)生成硫酸錳、氨氣和二氧化碳，反應(yīng)的方程式為（NH₄）₂SO₄+MnCO₃=MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O，利用銨根離子水解呈酸性的特點進行反應(yīng)，
故答案為：（NH₄）₂SO₄+MnCO₃=MnSO₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O；
（3）反應(yīng)②生成MnO₂的同時，得到一種黃綠色的氣體，說明生成氯氣，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+2ClO^-=MnO₂↓+Cl₂↑，
故答案為：Mn²⁺+2ClO^-=MnO₂↓+Cl₂↑；
（4）n（MnO₂）=$\frac{87g}{87g/mol}$=1mol，由Mn²⁺+2ClO^-=MnO₂↓+Cl₂↑可知生成1mol氯氣，需要2molNaCl，由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaCl+H₂O可知1molNaClO，則還需要1molNaClO，
故答案為：1；
（5）通過電解MnSO₄和H₂SO₄的混合液制備MnO₂，則Mn元素化合價升高，被氧化，應(yīng)為陽極反應(yīng)，電極方程式為Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺，
故答案為：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗方案的設(shè)計，為高頻考點，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，題目難度不大．