粗MnO2样品中含有较多的MnO和MnCO3杂质,如图是提纯MnO2的一种方案.(1)写出步骤①中生成CO2的反应的化

2025年03月13日 05:23
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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,MnCO3与反应生成二氧化碳,反应②发生MnSO4+2NaClO3=MnO2↓+2ClO2↑+Na2SO4,溶液B中的溶质有NaCl和X,X可循环用于上述生产,则X为NaClO3,反应③发生6NaOH+6ClO2=NaCl+5NaClO3+3H2O,
(1)步骤①中生成CO2的反应的化学方程式为MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑,故答案为:MnCO3+H2SO4═MnSO4+H2O+CO2↑;
(2)步骤②中反应的离子方程式为Mn2++2ClO3-=MnO2↓+2ClO2↑,故答案为:Mn2++2ClO3-=MnO2↓+2ClO2↑;
(3)由上述分析可知X为NaClO3,反应③发生6NaOH+6ClO2=NaCl+5NaClO3+3H2O,则X与NaCl的物质的量之比为5:1,实际生产流程中,需要补充物质X,结合②③中的反应可知,加入6molX最后循环利用的为5mol,反应中有一部分NaClO3最终转化为NaCl,
故答案为:NaClO3;5:1;反应中有一部分NaClO3最终转化为NaCl;
(4)电解MnSO4溶液也可以制取MnO2,Mn元素的化合价升高,失去电子被氧化,则在阳极上生成,阴极上氢离子得到电子,阴极反应为2H++2e-=H2↑,
故答案为:阳;2H++2e-=H2↑;
(5)由Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp[Mn(OH)2]=1.6×10-13可知,调节MnSO4溶液pH至6.0,缓慢滴入0.50mol?L-1 Na2CO3溶液,酸性条件下生成MnCO3,而改为向0.50mol?L-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加Mn2+溶液,碳酸钠溶液的碱性强,由Ksp可知,先生成Mn(OH)2,故答案为:碳酸钠溶液的碱性强,先生成Mn(OH)2