Question

【题目】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，通过如下简化流程脱除燃煤尾气中的SO2，同时制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题：

（1）上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、 、 ；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 。

（3）已知Ksp(CuS)＝8.4×10－45，Ksp(NiS)＝1.4×10－24；在除铜镍的过程中，当Ni2＋恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni2＋)＝1.0×10－5mol/L)，溶液中Cu2＋的浓度是 mol/L。

（4）工业上采用惰性电极电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，请写出阳极的电极反应式 ，电解总反应的化学方程式 。

（5）下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是_________。(填编号)

a．NaOH溶液、酚酞试液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液

c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞试液

（6）除杂后得到的MnSO4溶液可以通过 制得硫酸锰晶体。(MnSO4H2O，相对分子质量为169)

a．过滤 b．蒸发浓缩 c．冷却结晶 d．灼烧

（7）已知废气中SO2浓度为8.4 g/m3，软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%，则处理1000 m3燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体质量为 kg(结果保留3位有效数字)。

Answer 1

【答案】

（1）烧杯 漏斗；引流，防止液体溅出

（2）消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀

（3）6.0×10－26

（4）MnO42－－e－= MnO4－ ，2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH

（5）b c

（6）bca

（7）20.0(2分)

【解析】

试题分析：由流程可知，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，通过过滤获得二氧化锰；

（1）过滤需要漏斗、烧杯、玻璃棒等，过滤中玻璃棒的作用为引流，防止液体溅出；

（2）由于碳酸锰能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，从而促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀；

（3）当Ni2+恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol/L)，c(S2-)===1.4×10-19，由Ksp(CuS)可知溶液中Cu2+的浓度为=6.0×10-26mol/L；

（4）惰性电极作阳极，铁作阴极，则阳极上失去电子发生氧化反应，则阳极反应为MnO42--e-═MnO4-，阴极上水中的氢得电子生成氢气，所以电解的总反应为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH；

（5）准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量，二氧化硫与氨水、NaOH反应不易控制，且加指示剂现象观察的滴定终点与反应终点误差大，而b、c中利用还原性及高锰酸钾褪色、淀粉变蓝等可准确测定气体的含量，故选bc；

（6）从溶液中获得带结晶水的晶体，一般要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，故选bca；

（7）SO2与稀硫酸酸化的软锰矿发生氧化还原反应生成硫酸锰，反应方程式为SO2+MnO2=MnSO4，由硫原子守恒，被吸收的SO2的物质的量等于硫酸锰晶体的物质的量，则硫酸锰晶体的质量为

≈20.0kg。