Question

（15分）MnO₂是一种重要的无机功能材料，粗MnO₂的提纯是工业生产的重要环节。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MnO₂的实验，其流程如下：

（1）在第①步反应中，为加快反应速率，可采取的措施有                    （任写一种），产生CO₂气体的的方程式是                                                            ；

（2）写出步骤②中所发生的离子方程式                                                  ；

（3）如果蒸发得到的固体中，只含NaClO₃和NaCl,为得到比较纯的NaClO₃溶液，结合下面各物质的溶解度与温度的关系，

其基本操作是：将固体溶于适量水，通过       ，        ，便可得到较纯的NaClO₃溶液。

（4）工业上也常用石墨做电极，电解酸化的MnSO₄溶液来制MnO₂,则阳极上所发生的离子方程式                            。

Answer

（1）适当升温或充分搅拌或将样品研磨成粉末（任答一个，2分）

MnCO3 + H2SO4＝MnSO4+CO2↑+H2O (3分，配平错或无气体符号合扣1分)

（2） 5Mn2+ + 2ClO3- + 4H2O = 5MnO2↓+Cl2↑+8H+(3分)

（3） 蒸发结晶、趁热过滤（各2分，共4分，无“趁热”扣1分）

（4）Mn2++2H2O-2e－＝MnO2+4H+ （3分，配平错扣1分）

【解析】

试题分析：（1）对应固体与液体之间的化学反应，要加快反应速率，一般可以通过升高温度或增大反应物浓度或增大固体反应物的表面积来实现，即适当升温或充分搅拌或将样品研磨成粉末等来加快发烟硫酸；由于粗二氧化锰中含有碳酸锰，碳酸盐能与稀硫酸反应放出CO2气体，所以产生CO2气体的的方程式是MnCO3 + H2SO4＝MnSO4+CO2↑+H2O；

（2）滤液中含有二价锰离子，氯酸钾具有强氧化性，能把锰离子氧化为二氧化锰。根据流程图可知还原产物是氯气，则反应的离子方程式为5Mn2+ + 2ClO3- + 4H2O = 5MnO2↓+Cl2↑+8H+；

（3）根据物质的溶解度与温度的关系可知氯酸钠的溶解度受温度影响较大，则要为得到比较纯的 NaClO3溶液，其正确的操作是将固体溶于适量水，通过蒸发结晶、趁热过滤，便可得到较纯的NaClO3溶液。

（4）电解池中阳极失去电子，硫酸锰转化为二氧化锰，锰元素化合价升高，则锰离子在阳极放电，因此阳极电极反应式为Mn2++2H2O-2e－＝MnO2+4H+。

考点：考查物质制备工艺流程图的有关分析与应用