Question

【題目】【化學—選修5：有機化學基礎】

污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2（反應條件已省略）。

請回答下列問題：

(1)上述流程中多次設計到過濾操作，實驗室進行過濾操作時需要用到的硅酸鹽儀器有玻璃棒、燒杯，_______________；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_____________(只用文字表述)

(3)工業(yè)上采用電解K2MnO4水溶液的方法來生產(chǎn)KMnO4，其中惰性電極作陽極，鐵作陰極，請寫出陽極的電極反應式__________________。

(4)下列各組試劑中，能準確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是__________。(填編號)

a．NaOH溶液、酚酞試液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液

c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞試液

(5)廢氣中SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦反應的化學方程式為_______________；已知廢氣中SO2濃度為6.4g/m3，軟錳礦漿對SO2的吸收率可達90%，則處理1000m3燃煤尾氣，可得到硫酸錳晶體(MnSO4·H2O，相對分子質(zhì)量為169)質(zhì)量為_________________kg(結(jié)果保留3 位有效致字)。

Answer 1

【答案】（1）漏斗（2分） 引流，防止液體濺出（2分）

（2）消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀（2分）

（3）MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣（2分） （4）bc（2分）

（5）SO2+MnO2=MnSO4（3分） 15.2（2分）

【解析】

試題分析：（1）過濾操作需要燒杯、漏斗、玻璃棒，這三種玻璃儀器都是硅酸鹽儀器；其中玻璃棒是作用是引流，防止液體濺出的作用。

（2）鋁離子與鐵離子水解產(chǎn)生氫氧化鋁、氫氧化鐵和氫離子，加入MnCO3能消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀。

（3）電解池中陽極發(fā)生氧化反應，元素的化合價升高，則MnO42-被氧化為MnO4-，所以陽極的電極反應式為MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣。

（4）a.二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應，生成的亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或二者的混合物，產(chǎn)物的量無法確定，所以不能計算二氧化硫的含量，錯誤；b.二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應，反應只有一步，產(chǎn)物固定，所以可以準確計算二氧化硫的含量，正確；c.二氧化硫與淀粉、碘水溶液發(fā)生氧化還原反應，產(chǎn)物固定，且現(xiàn)象明顯，可以準確計算二氧化硫的含量，正確；d.氨水是弱堿溶液，與二氧化硫反應的產(chǎn)物可能是亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、或者二者的混合物，產(chǎn)物不固定，所以不能準確計算二氧化硫的含量，錯誤，答案選bc。

（5）SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦發(fā)生氧化還原反應生成硫酸錳，反應方程式為SO2+MnO2=MnSO4；由硫原子守恒，被吸收的SO2 的物質(zhì)的量等于硫酸錳晶體的物質(zhì)的量，則硫酸錳晶體的質(zhì)量為（1000m3×6.4 g/m3×90%）÷64g/mol×169g/mol=15.2 kg。