Question

【題目】MnO2是重要化學(xué)物質(zhì)，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn)，其流程如下：

回答下列問題：

(1)第②步操作中，氧化性強(qiáng)弱順序：ClO3－________(填“＞”或“＜”)MnO2，當(dāng)NaClO3轉(zhuǎn)移2 mol電子時(shí)，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_____(填字母)。

a. NaCl　 b. NaClO 　c. NaClO4　 d. NaOH

(3)已知測(cè)定錳的一種方法是：錳離子轉(zhuǎn)化為高錳酸根離子，反應(yīng)體系中有H＋、Mn2＋、H2O、IO3－、MnO4－、IO4－。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_____________。

(4)氯酸是一種強(qiáng)酸，氯酸的濃度超過40%，就會(huì)迅速分解，反應(yīng)的方程式為：8HClO3 = 3O2 ↑+ 2Cl2 ↑+ 4HClO4 + 2H2O，所得混合氣體的平均式量為_______。

Answer 1

【答案】＞ 1 ClO3－＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O ad 2Mn2＋＋5IO4－＋3H2O=2MnO4－＋5IO3－＋6H＋ 47.6

【解析】

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，據(jù)此分析解答。

(1)第②步中的反應(yīng)為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(shí)，消耗NaClO3的物質(zhì)的量==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)錳離子失電子被氧化生成高錳酸根離子，所以錳離子作還原劑，氧化劑得電子化合價(jià)降低，IO3-和IO4-中碘元素的化合價(jià)分別是+5價(jià)和+7價(jià)，所以IO4-作氧化劑，還原產(chǎn)物是IO3-，同時(shí)水參加反應(yīng)生成氫離子，所以該反應(yīng)的離子方程式為：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+，故答案為：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+；

(4)8HClO3 = 3O2 ↑+ 2Cl2 ↑+ 4HClO4 + 2H2O反應(yīng)中混合氣體中氧氣和氯氣的體積之比為3∶2，混合氣體的平均式量 ==47.6，故答案為：47.6。