Question

【题目】MnO2是重要化学物质，某学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：

回答下列问题：

(1)第②步操作中，氧化性强弱顺序：ClO3－________(填“＞”或“＜”)MnO2，当NaClO3转移2 mol电子时，生成的氧化产物的物质的量为________mol。NaClO3在常温下能够与盐酸反应生成氯气，该反应的离子方程式为___________________。

(2)第④步操作中，最终得到的固体除NaClO3外，还一定含有下列物质中的_____(填字母)。

a. NaCl　 b. NaClO 　c. NaClO4　 d. NaOH

(3)已知测定锰的一种方法是：锰离子转化为高锰酸根离子，反应体系中有H＋、Mn2＋、H2O、IO3－、MnO4－、IO4－。有关反应的离子方程式为_____________。

(4)氯酸是一种强酸，氯酸的浓度超过40%，就会迅速分解，反应的方程式为：8HClO3 = 3O2 ↑+ 2Cl2 ↑+ 4HClO4 + 2H2O，所得混合气体的平均式量为_______。

Answer 1

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

【解析】

粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3和Fe2O3)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，据此分析解答。

(1)第②步中的反应为5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，ClO3-作氧化剂，MnO2作氧化产物，则氧化性：ClO3-＞MnO2；当NaClO3转移2mol电子时，消耗NaClO3的物质的量==0.4mol，则生成MnO2为1mol；NaClO3在常温下与盐酸反应生成氯气，其反应的离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，故答案为：＞；1；ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；

(2)第④步操作中NaOH过量，发生的反应为：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，则最终得到的固体除NaClO3外，还有NaOH和NaCl，故答案为：ad；

(3)锰离子失电子被氧化生成高锰酸根离子，所以锰离子作还原剂，氧化剂得电子化合价降低，IO3-和IO4-中碘元素的化合价分别是+5价和+7价，所以IO4-作氧化剂，还原产物是IO3-，同时水参加反应生成氢离子，所以该反应的离子方程式为：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+，故答案为：2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+；

(4)8HClO3 = 3O2 ↑+ 2Cl2 ↑+ 4HClO4 + 2H2O反应中混合气体中氧气和氯气的体积之比为3∶2，混合气体的平均式量 ==47.6，故答案为：47.6。