Question

8．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂，另含少量铁，钙，铜等金属化合物）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）上述还原浸出是脱硫过程，实现了ad（选填编号）．
a．废气物的综合利用    b．臭氧层空洞的减少     c．白色污染的减少      d．酸雨的减少
（2）写出上述软锰矿经还原浸出生成MnSO₄的化学方程式是SO₂+MnO₂=MnSO₄．
（3）用MnCO₃能除去还原浸出液中的Al³⁺，请用离子方程式解释其原因是3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓．
（4）加入（NH₄）₂S的目的主要是除去Cu²⁺；加入MnF₂的目的主要是除去Ca²⁺；（填离子符号）
（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bc．（填编号）
aNaOH溶液、石蕊试液  b稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液  c碘水、淀粉溶液  d氨水、石蕊试液
（6）用电化学法模拟工业处理SO₂．将硫酸工业尾气中的SO₂通入如图装置（电均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能：
①M极发生的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺．
②若使该装置的电流强度达到2.0A，理论上每分钟应向负极通入标准状况下气体的体积为0.014L（保留3位小数，已知：1个e^-所带电量为1.6×10^-19
C）．

Answer 1

分析 软锰矿（主要成分为MnO₂，另含少量铁，钙，铜等金属化合物），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⁺，加入（NH₄）₂S将除去铜离子，再加氟化锰除去钙离子，得到硫酸铵和硫酸锰溶液，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）上述脱硫过程，可以实现废气物的综合利用和酸雨的减少；
（2）二氧化硫还原二氧化锰生成MnSO₄根据元素守恒书写化学方程式；
（3）MnCO₃能促进Al³⁺水解，生成氢氧化铝和二氧化碳，据此书写离子方程式；
（4）铜离子能与硫离子生成 硫化铜沉淀，钙离子能与氟离子生成 氟化钙沉淀；
（5）准确测定一定体积燃煤尾气中SO₂含量可以用稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液滴定，也可以用碘水、淀粉溶液滴定，而石蕊试液不能作滴定的指示剂；
（6）①本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子氧化生成SO₄^2-，根据原子守恒会电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成；
②根据电流计算电量，再计算转移电子物质的量，根据电子转移守恒计算通入二氧化硫物质的量，进而计算体积．

解答 解：软锰矿（主要成分为MnO₂，另含少量铁，钙，铜等金属化合物），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⁺，加入（NH₄）₂S将除去铜离子，再加氟化锰除去钙离子，得到硫酸铵和硫酸锰溶液，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）上述脱硫过程，可以实现废气物的综合利用和酸雨的减少，而与臭氧层空洞的减少、白色污染的减少无关，故选ad；
（2）二氧化硫还原二氧化锰生成MnSO₄，反应的化学方程式为SO₂+MnO₂=MnSO₄，故答案为：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
（3）MnCO₃能促进Al³⁺水解，生成氢氧化铝和二氧化碳，而除去溶液中的铝离子，反应的离子方程式为3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓，
故答案为：3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓；
（4）铜离子能与硫离子生成 硫化铜沉淀，钙离子能与氟离子生成 氟化钙沉淀，所以加入（NH₄）₂S的目的主要是除去Cu²⁺，加入MnF₂的目的主要是除去Ca²⁺，
故答案为：Cu²⁺；Ca²⁺；
（5）准确测定一定体积燃煤尾气中SO₂含量可以用稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液滴定，也可以用碘水、淀粉溶液滴定，而石蕊试液不能作滴定的指示剂，故选bc；
（6）①本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极为负极，N电极为正极，M电极上二氧化硫失去电子氧化生成SO₄^2-，根据原子守恒会电荷守恒可知，有水参加反应，有氢离子生成，电极反应式为：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺；
②转移电子物质的量为（2A×60s÷1.6×10^-19C）÷6.02×10²³mol^-1，则需要氧气体积为：[（2A×60s÷1.6×10^-19C）÷6.02×10²³mol^-1]÷2×22.4L/mol≈0.014L，
故答案为：0.014．

点评 本题考查物质性质探究实验、原电池原理及计算等，掌握物质的性质理解原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有扎实的基础与分析问题、解决问题的能力．