题目内容
【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)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
(2)写出软锰矿浆吸收SO2 的离子方程式___。
(3)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原理是___。
(4)写出KMnO4与MnSO4溶液反应的离子方程式___。
(5)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极,请写出阳极的电极反应式___。
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过___(填操作名称)、过滤制得硫酸锰晶体。
【答案】bc MnO2+SO2=Mn2++SO42- 消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+ MnO42--e-=MnO4- 蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
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,以此解答该题。
(1)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,故答案为bc;
(2)SO2与稀硫酸酸化的软锰矿发生氧化还原反应生成硫酸锰,反应的离子方程式为MnO2+SO2=Mn2++SO42﹣;
(3)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,涉及反应为3MnCO3+2Al3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑+3Mn2+或3MnCO3+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Mn2+;
(4)KMnO4 与MnSO4溶液反应的离子方程式为2MnO4﹣+3 Mn2++2 H2O=5MnO2+4H+;
(5)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﹣;
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过蒸发浓缩,冷却结晶(过滤)制得硫酸锰晶体。
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