Question

17．“蛟龍”號載人潛水器在南海的“蛟龍海山”海底發(fā)現(xiàn)了大面積的錳結核（即：錳的氧化物與其它金屬氧化物的混合物）．錳及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)中有極其重要的用途．工業(yè)上從錳結核中制取純凈的MnO₂工藝流程如下圖所示：

（1）為提高硫酸淋洗效果，需要對 富集后的礦石進行處理，處理的內容是將礦石粉碎，步驟Ⅰ中，試劑甲必須具有的性質是b（填序號）．
   a．氧化性    b．還原性    c．酸性
（2）操作Ⅲ的名稱是過濾，若是在實驗室中進行，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗．
（3）已知溶液B中的產物之一（Q）可循環(huán)用于上述生產，試寫出A與NaOH反應的化學方程式3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O，雖然Q可循環(huán)利用，但有人認為生產中仍需要補充物質Q，理由是Cl₂與NaOH反應時有一部分氯元素轉化為NaCl，C的化學式為Na₂SO₄．

Answer 1

分析 工業(yè)上從錳結核中制取純凈的MnO₂工藝流程中，先選礦富集，錳結核為錳的氧化物與其它金屬氧化物的混合物，加入稀硫酸和試劑甲發(fā)生反應生成Mn²⁺，說明發(fā)生了氧化還原反應生成錳離子，則甲為還原劑，在溶液中加入NaClO₃反應生成MnO₂、C、水和氣體A，A和熱氫氧化鈉溶液反應生成溶液B，溶液B中的產物之一（Q）可循環(huán)用于上述生產證明Q為NaClO₃，則A為Cl₂，B為氯化鈉、氯酸鈉的溶液，二氧化錳不溶于水，得到MnO₂，C和水通過過濾得到MnO₂，和溶液C+H₂O，依據流程分析和NaClO₃反應的為硫酸錳溶液，所以得到C為Na₂SO₄；
（1）對礦石進行粉碎可提高淋洗效果；
（2）操作III是將固體與溶液分離，故屬于過濾，所用玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗；
（3）氯氣與NaOH反應可得到NaCl與氯的含氧酸鹽，由工藝流程圖及A中含有可用于循環(huán)生產的物質知，氯的含氧酸鹽為NaClO₃（即是Q），由此可寫出相應的方程式；由于NaClO₃先需要轉化為氯氣，而Cl₂與NaOH反應時有一部分氯元素轉化為NaCl，故需要補充NaClO₃；流程圖知反應II有MnO₂、Cl₂生成，故C物質應該有Na₂SO₄．

解答 解：工業(yè)上從錳結核中制取純凈的MnO₂工藝流程中，先選礦富集，錳結核為錳的氧化物與其它金屬氧化物的混合物，加入稀硫酸和試劑甲發(fā)生反應生成Mn²⁺，說明發(fā)生了氧化還原反應生成錳離子，則甲為還原劑，在溶液中加入NaClO₃反應生成MnO₂、C、水和氣體A，A和熱氫氧化鈉溶液反應生成溶液B，溶液B中的產物之一（Q）可循環(huán)用于上述生產證明Q為NaClO₃，則A為Cl₂，B為氯化鈉、氯酸鈉的溶液，二氧化錳不溶于水，得到MnO₂，C和水通過過濾分離得到MnO₂，和溶液C+H₂O，依據流程分析，反應II有MnO₂、Cl₂生成，和NaClO₃反應的為硫酸錳溶液，所以得到C為Na₂SO₄；
（1）為提高硫酸淋洗效果，需要對 富集后的礦石進行處理，處理的內容是對礦石進行粉碎可提高淋洗效果，試劑甲可以把錳元素還原為最低價錳離子，應具有還原性，
故答案為：對礦石進行粉碎可提高淋洗效果；b；
（2）操作III是將固體與溶液分離，故屬于過濾，若是在實驗室中進行，需要用到的玻璃儀器有有玻璃棒、燒杯、漏斗，
故答案為：過濾；玻璃棒、燒杯、漏斗；
（3）上述分析可知，A與氫氧化鈉溶液反應為氯氣與NaOH反應可得到NaCl與氯的含氧酸鹽，反應的化學方程式為：3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O；由工藝流程圖及A中含有可用于循環(huán)生產的物質知，氯的含氧酸鹽為NaClO₃（即是Q），由此可寫出相應的方程式；由于NaClO₃先需要轉化為氯氣，而Cl₂與NaOH反應時有一部分氯元素轉化為NaCl，故需要補充NaClO₃；流程圖知反應II有MnO₂、Cl₂生成，故C物質應該有Na₂SO₄，
故答案為：3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O；Cl₂與NaOH反應時有一部分氯元素轉化為NaCl；Na₂SO₄．

點評 本題考查了物質的分離提純方法和流程分析判斷，主要是物質性質和實驗基本操作的理解應用，氧化還原反應產物的分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．