Question

【题目】污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2 ， 另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2 ， 又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）．
请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）．
A.废弃物的综合利用
B.白色污染的减少
C.酸雨的减少
（2）用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+ ， 其原因是 ．
（3）已知：25℃、101kPa时，Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H=﹣520kJ/mol
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297kJ/mol
Mn（s）+S（s）+2O2（g）═MnSO4（s）△H=﹣1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化方程式是 ．
（4）MnO2可作超级电容器材料．用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2 ， 其阳极的电极反应式是 ．
（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料．碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是 ．
（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应．按照图示流程，将a m3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2kg．

Answer 1

【答案】
（1）AC
（2）消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀
（3）MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol
（4）Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+
（5）MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣
（6）
【解析】解：二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+ ， MnS将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰，（1）硫氧化后生成二氧化硫，二氧化硫能形成酸雨，脱硫能减少酸雨和废物在利用，所以答案是：AC；（2）MnCO3消耗溶液中的酸，溶液的酸性减弱，碱性增强，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，从而达到除去Al3+和Fe3+的目的，所以答案是：消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀；（3）Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H=﹣520kJmol﹣1S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297kJmol﹣1
Mn（s）+S（s）+2O2（g）═MnSO4（s）△H=﹣1065kJmol﹣1根据盖斯定律，将③﹣②﹣①可得MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol，所以答案是：MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol；（4）锰离子在阳极失电子：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+ ，
所以答案是：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+；（5）二氧化锰得电子生成MnO（OH），MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣ ， 所以答案是：MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣；（6）反应的二氧化硫的物质的量为 ×b%×89.6%=0.4abmol，根据SO2+MnO2=MnSO4可知生成硫酸锰的物质的量为0.4abmol，最终生成的二氧化锰为c kg，设消耗硫酸锰的物质的量为x．
2KMnO4+3MnSO4+2H2O═5MnO2+2H2SO4+K2SO4
3 87×5
x 1000c
，
x= ，
除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素（ ﹣0.4ab）mol，相当于MnO2的质量（ ﹣0.4ab）mol×87g/mol=（600c﹣0.4ab×87）g= kg，所以答案是： ．