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）KMnO4+MnSO4→MnO2的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。

（3）已知：25℃、101kPa 时，Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H=-520kJ·mol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297 kJ·mol-1

Mn(s)+S(s)+2O2(g)= MnSO4(s) △H=-1065 kJ·mol-1

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式为：_______________________________。

（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，正极的电极反应式为：____________________________________________________。若以该电池为电源，以石墨作电极电解CuSO4溶液，阴极析出铜，阳极产物是___________________。

Answer 1

【答案】 a　 c 2∶3 MnO2(s)+ SO2(g)= MnSO4(s) △H=-248 kJ·mol-1 Mn2＋+2H2O-2e-=MnO2+4H＋ MnO2+H2O+e-= MnO(OH)+OH- O2 、H2SO4

【解析】（1）白色污染主要是塑料等难降解的物质形成的，SO2能形成酸雨，因此脱硫实现了废弃物的综合利用，同时也减少了酸雨形成，即答案选ac；（2）KMnO4+MnSO4→MnO2的反应中，根据化合价变化，KMnO4→MnO2的化合价由+7降到+4降低4，+MnSO4→MnO2化合价由+2升到+4升高2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3；（3）已知：热化学方程式①Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520kJ/mol，②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)

△H＝－297kJ/mol，③Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065kJ/mol，则根据盖斯定律可知③－（①＋③）即得到SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式MnO2(s)＋SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol；（4）电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，因此阳极是锰离子放电，其阳极电极反应式是Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋；（5）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式是MnO2＋H2O＋e－＝MnO(OH)＋OH－；以石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜，则阳极为阴离子氢氧根放电，生成氧气，导致氢离子浓度增大，所以阳极的产物有O2 、H2SO4。