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媒尾气中的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);

ANaOH溶液、酚酞溶液 B.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 C.碘水、淀粉溶液 D.氨水、酚酞溶液

(2)写出软锰矿浆吸收SO2的化学方程式______

(3)MnCO3,能除去溶液中的Al3+Fe3+,用原理解释:______

(4)写出KMnO4MnSO4溶液反应的离子方程式______

(5)工业上将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解,可制得KMnO4.装置如图:

D是溶液______

②结合电极反应式简述生成KMnO4的原理:______

(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=MnSO4 消耗溶液中氢离子,促进Al3+Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+ KOH溶液 a极上发生MnO42--e-═MnO4-,部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,阳极区生成KMnO4 蒸发浓缩、冷却结晶

【解析】

由流程可知,含二氧化硫的尾气通入稀硫酸酸化的软锰矿浆中,二氧化硫能被二氧化锰氧化为硫酸锰,MnCO3能除去溶液中Al3+Fe3+MnS能将铜、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、硫酸钾。

(1)二氧化硫可被高锰酸钾、碘水氧化,根据颜色变化,可准确判断滴定终点,从而准确测定其含量,而与碱反应时选酚酞作指示剂,吸收不彻底,不能准确测定二氧化硫的含量。答案为:BC

(2)锰矿浆吸收SO2,生成硫酸锰,反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。答案为:MnO2+SO2=MnSO4

(3)在水溶液中,Al3+Fe3+都能水解生成H+MnCO3能与H+反应从而促进Al3+Fe3+完全转化为氢氧化物沉淀,从而除去溶液中的Al3+Fe3+。用原理解释为消耗溶液中氢离子,促进Al3+Fe3+水解生成氢氧化物沉淀。答案为:消耗溶液中氢离子,促进Al3+Fe3+水解生成氢氧化物沉淀;

(4)KMnO4MnSO4溶液发生归中反应,生成MnO2沉淀,反应的离子方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+。答案为:2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+

(5)①由图可知,a电极上MnO42-失去电子,b电极上水电离出的氢离子得到电子生成OH-,左侧溶液中的K+通过阳离子交换膜进入右侧溶液,所以右侧KOH的浓度变大,D是浓KOH溶液。答案为:浓KOH溶液;

a为阳极,阳极上K2MnO4失去电子发生氧化反应,电极反应式为MnO42--e-═MnO4-,部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,阳极区生成KMnO4。答案为:a极上发生MnO42--e-═MnO4-,部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,阳极区生成KMnO4

(6)MnSO4溶液得到MnSO4H2O晶体,应蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。答案为:蒸发浓缩、冷却结晶。

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