Question

1．MnO₂是一种重要的无机功能材料，粗MnO₂（含有较多的MnO、MnCO₃）的提纯是工业生产中的重要环节．如图是某研究性学习小组在实验室中模拟工业上粗MnO₂转化为纯MnO₂的工艺流程．

请回答问题：
（1）操作A的名称是过滤．
（2）NaClO₃中氯元素的化合价为+5价．
（3）蒸发所需要的仪器有铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯和玻璃棒
（4）写出加稀硫酸时产生CO₂的化学方程式：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑．
（5）该流程中可以循环使用的物质是H₂SO₄和NaClO₃．

Answer 1

分析 粗MnO₂（含有较多的MnO₂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，过滤后得二氧化锰固体及含有硫酸锰的滤液a，向滤液a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，将反应后的溶液过滤得固体二氧化锰，和滤液b为含有硫酸的溶液，
（1）根据将溶液和固体分离的方法叫做过滤进行解答；
（2）根据在化合物中元素化合价的代数和为零的原则进行解答；
（3）根据蒸发时需要玻璃杯搅拌，使受热均匀进行解答；
（4）根据题意找出反应物和生成物正确书写化学方程式；
（5）根据工艺流程图进行解答．

解答 解：粗MnO₂（含有较多的MnO₂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，过滤后得二氧化锰固体及含有硫酸锰的滤液a，向滤液a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，将反应后的溶液过滤得固体二氧化锰，和滤液b为含有硫酸的溶液，
（1）粗MnO₂中加入稀硫酸会产生硫酸锰、水和二氧化碳，因二氧化锰不溶于水，可通过过滤分离，过滤后的滤液中会含有硫酸锰，
故答案为：过滤；
（2）根据在化合物中元素化合价的代数和为零的原则，设氯元素的化合价为a，则+1+a+（-2）×3=0，a=+5，
故答案为：+5；
（3）蒸发时需要玻璃杯搅拌，使受热均匀，故还需要玻璃棒，
故答案为：玻璃棒；
（4）碳酸锰和硫酸反应生成硫酸锰、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑，
故答案为：MnCO₃+H₂SO₄═MnSO₄+H₂O+CO₂↑；
（5）因为最后产物中有NaClO₃，滤液b中含有硫酸，所以可循环使用的物质是H₂SO₄和NaClO₃，
故答案为：NaClO₃ ．

点评 本题通过MnO₂的提纯综合考察了常见的基本实验操作、氧化还原方程式的配平、产物的判断及有关计算，为高频考点，把握流程中发生的化学反应及混合物分离方法为解答的关键，侧重分析能力及推断能力的考查，题目难度中等．