Question

【題目】【化學(xué)—選修5：有機化學(xué)基礎(chǔ)】

污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2（反應(yīng)條件已省略）。

請回答下列問題：

(1)上述流程中多次設(shè)計到過濾操作，實驗室進行過濾操作時需要用到的硅酸鹽儀器有玻璃棒、燒杯，_______________；其中玻璃棒的作用是___________________。

(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原理是_____________(只用文字表述)

(3)工業(yè)上采用電解K2MnO4水溶液的方法來生產(chǎn)KMnO4，其中惰性電極作陽極，鐵作陰極，請寫出陽極的電極反應(yīng)式__________________。

(4)下列各組試劑中，能準確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是__________。(填編號)

a．NaOH溶液、酚酞試液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液

c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞試液

(5)廢氣中SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________；已知廢氣中SO2濃度為6.4g/m3，軟錳礦漿對SO2的吸收率可達90%，則處理1000m3燃煤尾氣，可得到硫酸錳晶體(MnSO4·H2O，相對分子質(zhì)量為169)質(zhì)量為_________________kg(結(jié)果保留3 位有效致字)。

Answer 1

【答案】（1）漏斗（2分） 引流，防止液體濺出（2分）

（2）消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀（2分）

（3）MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣（2分） （4）bc（2分）

（5）SO2+MnO2=MnSO4（3分） 15.2（2分）

【解析】

試題分析：（1）過濾操作需要燒杯、漏斗、玻璃棒，這三種玻璃儀器都是硅酸鹽儀器；其中玻璃棒是作用是引流，防止液體濺出的作用。

（2）鋁離子與鐵離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁、氫氧化鐵和氫離子，加入MnCO3能消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀。

（3）電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素的化合價升高，則MnO42-被氧化為MnO4-，所以陽極的電極反應(yīng)式為MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣。

（4）a.二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或二者的混合物，產(chǎn)物的量無法確定，所以不能計算二氧化硫的含量，錯誤；b.二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)只有一步，產(chǎn)物固定，所以可以準確計算二氧化硫的含量，正確；c.二氧化硫與淀粉、碘水溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物固定，且現(xiàn)象明顯，可以準確計算二氧化硫的含量，正確；d.氨水是弱堿溶液，與二氧化硫反應(yīng)的產(chǎn)物可能是亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、或者二者的混合物，產(chǎn)物不固定，所以不能準確計算二氧化硫的含量，錯誤，答案選bc。

（5）SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳，反應(yīng)方程式為SO2+MnO2=MnSO4；由硫原子守恒，被吸收的SO2 的物質(zhì)的量等于硫酸錳晶體的物質(zhì)的量，則硫酸錳晶體的質(zhì)量為（1000m3×6.4 g/m3×90%）÷64g/mol×169g/mol=15.2 kg。