Question

【題目】MnO2是重要化學物質，某學習小組設計了將粗MnO2(含有較多的MnO、MnCO3和Fe2O3)樣品轉化為純MnO2實驗，其流程如下：

回答下列問題：

(1)第②步操作中，氧化性強弱順序：ClO3－________(填“＞”或“＜”)MnO2，當NaClO3轉移2 mol電子時，生成的氧化產物的物質的量為________mol。NaClO3在常溫下能夠與鹽酸反應生成氯氣，該反應的離子方程式為___________________。

(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中的_____(填字母)。

a. NaCl　 b. NaClO 　c. NaClO4　 d. NaOH

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

(4)氯酸是一種強酸，氯酸的濃度超過40%，就會迅速分解，反應的方程式為：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分別和硫酸反應生成可溶性的MnSO4，過濾得濾液為硫酸錳溶液，加入NaClO3發生反應為：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生成氯酸鈉方程式為：3Cl2+6NaOH=NaClO3+NaCl+3H2O，據此分析解答。

(1)第②步中的反應為5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+，ClO3-作氧化劑，MnO2作氧化產物，則氧化性：ClO3-＞MnO2；當NaClO3轉移2mol電子時，消耗NaClO3的物質的量==0.4mol，則生成MnO2為1mol；NaClO3在常溫下與鹽酸反應生成氯氣，其反應的離子方程式為：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，發生的反應為：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降低，IO3-和IO4-中碘元素的化合價分別是+5價和+7價，所以IO4-作氧化劑，還原產物是IO3-，同時水參加反應生成氫離子，所以該反應的離子方程式為：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。