Question

（10分）MnO₂是一种重要的无机功能材料。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯净MnO₂的实验，其流程如下：

请回答下列问题：

（1）第①步加稀硫酸时，粗MnO₂样品中的MnO和MnCO₃转化为（填化学式）_______________。

（2）第①步反应中的硫酸能否用盐酸代替？____________（填“能”或“否”），理由是____________。

（3）第②步发生反应的离子方程式为：___________________________。

（4）取17.4gMnO₂与200g36.5%的浓盐酸（足量）反应，将反应后剩余的溶液用水稀释至500mL，计算稀释后溶液中Cl^-的物质的量浓度（写出计算过程）。

Answer

（1）MnSO4 （2）不能，会溶解MnO2并被氧化成氯气；

（3）5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+ （4）3.2mol/L

【解析】

试题分析：（1）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，所以粗MnO2样品中的MnO和MnCO3转化为可溶性物质；（2）第①步反应中的硫酸不能用盐酸代替，原因盐酸具有还原性，会溶解MnO2并被氧化成氯气；（3）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+；（4）n（MnO2）=17.4g÷87g/mol=0.2mol，

MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O

1 1

0.2 mol n（Cl2）

n（Cl2）=0.2mol，反应后溶液中剩余n（Cl-）=-2×0.2mol=1.6mol，

c（Cl-）=1.6mol/0.5L=3.2mol/L。

考点：考查混合物分离、提纯的实验方案的设计及化学方程式的相关计算。