Question

【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)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(yīng)條件已省略）．
請回答下列問題：
（1）上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了（選填下列字母編號）．
A.廢棄物的綜合利用
B.白色污染的減少
C.酸雨的減少
（2）用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+ ， 其原因是 ．
（3）已知：25℃、101kPa時，Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H=﹣520kJ/mol
S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297kJ/mol
Mn（s）+S（s）+2O2（g）═MnSO4（s）△H=﹣1065kJ/mol
SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化方程式是 ．
（4）MnO2可作超級電容器材料．用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2 ， 其陽極的電極反應(yīng)式是 ．
（5）MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料．堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是 ．
（6）假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中的MnO2反應(yīng)．按照圖示流程，將a m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）含SO2的體積分數(shù)為b%的尾氣通入礦漿，若SO2的脫除率為89.6%，最終得到MnO2的質(zhì)量為ckg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2kg．

Answer 1

【答案】
（1）AC
（2）消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀
（3）MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol
（4）Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+
（5）MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣
（6）
【解析】解：二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+ ， MnS將銅、鎳離子還原為單質(zhì)，高錳酸鉀能與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳，（1）硫氧化后生成二氧化硫，二氧化硫能形成酸雨，脫硫能減少酸雨和廢物在利用，所以答案是：AC；（2）MnCO3消耗溶液中的酸，溶液的酸性減弱，堿性增強，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀，從而達到除去Al3+和Fe3+的目的，所以答案是：消耗溶液中的酸，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀；（3）Mn（s）+O2（g）═MnO2（s）△H=﹣520kJmol﹣1S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=﹣297kJmol﹣1
Mn（s）+S（s）+2O2（g）═MnSO4（s）△H=﹣1065kJmol﹣1根據(jù)蓋斯定律，將③﹣②﹣①可得MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol，所以答案是：MnO2（s）+SO2（g）=MnSO4（s）△H=﹣248kJ/mol；（4）錳離子在陽極失電子：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+ ，
所以答案是：Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+；（5）二氧化錳得電子生成MnO（OH），MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣ ， 所以答案是：MnO2+H2O+e﹣=MnO（OH）+OH﹣；（6）反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為 ×b%×89.6%=0.4abmol，根據(jù)SO2+MnO2=MnSO4可知生成硫酸錳的物質(zhì)的量為0.4abmol，最終生成的二氧化錳為c kg，設(shè)消耗硫酸錳的物質(zhì)的量為x．
2KMnO4+3MnSO4+2H2O═5MnO2+2H2SO4+K2SO4
3 87×5
x 1000c
，
x= ，
除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素（ ﹣0.4ab）mol，相當(dāng)于MnO2的質(zhì)量（ ﹣0.4ab）mol×87g/mol=（600c﹣0.4ab×87）g= kg，所以答案是： ．