Question

（8分）MnO₂是一種重要的無機功能材料，粗MnO₂的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO₂（含有較多的MnO和MnCO₃）樣品轉(zhuǎn)化為純MnO₂的實驗，其流程如下：

（1）第①步加稀H₂SO₄時，粗MnO₂樣品中的         （寫化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是：
      ＋ ClO₃^—＋      ＝ MnO₂↓＋ Cl₂↑＋      。
（3）第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺（含鐵圈）、       、       、玻璃棒。
（4）若粗MnO₂樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過濾得到8.7g MnO₂，并收集到0、224LCO₂（標準狀況下），則在第①步反應(yīng)中至少需要       mol H₂SO₄。
（已知摩爾質(zhì)量：MnO₂ -87g/mol；  MnO-71g/mol；   MnCO₃-115 g/mol）

Answer 1

（8分）
（1）MnO和MnCO₃（2分，對一個1分，錯一個扣1分，不計負分）
（2）5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺（配平2分），
（3）蒸發(fā)皿酒精燈（2分）； 
（4）0.05（2分）

（1）樣品加稀硫酸后，MnO₂不溶，而MnO和MnCO₃均溶于其中：
MnCO₃＋H₂SO₄=MnSO₄＋H₂O＋CO₂↑     MnO＋H₂SO₄=MnSO₄＋H₂O
過濾后得到MnSO₄濾液
（2）由圖示可知，NaClO₃中的氯元素化合價降為0價氯氣，做氧化劑，氧化了溶液中的MnSO₄，氧化產(chǎn)物為MnO₂：5Mn²⁺+2ClO₃^-+4H₂O=5MnO₂↓+Cl₂↑+8H⁺
（3）蒸發(fā)需要的儀器包括：鐵架臺、蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等
（4）由上述方程式可計算出：MnCO₃為0.01mol，質(zhì)量為1.15g，可消耗0.01mol的硫酸，進而可計算出MnO為2.84g，也就是0.04mol，可消耗0.04mol的硫酸；故最少需要硫酸的物質(zhì)的量為0.05mol