Question

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）過濾操作用到的玻璃儀器有：

 

．
（3）用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，其原因是

 

．
（4）寫出KMnO₄溶液加入到MnSO₄溶液中制備MnO₂的離子反應(yīng)方程式：

 

；用惰性電極電解MnSO₄溶液也可制得MnO₂，其陽極的電極反應(yīng)式是

 

．
（5）MnO₂是堿性鋅錳電池的電極材料，電池反應(yīng)方程式為：2MnO₂+Zn+H₂O═2MnOOH+Zn（OH）₂，
寫出該電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：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，通過過濾獲得二氧化錳，
（1）SO₂能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成；
（2）根據(jù)過濾操作的方法判斷需要的玻璃儀器；
（3）從消耗溶液中的酸，促進(jìn)Al³⁺和Fe³⁺水解角度分析；
（4）根據(jù)題干信息判斷反應(yīng)物、生成物，然后寫出反應(yīng)的離子方程式；根據(jù)電解原理寫出用惰性電極電解MnSO₄溶液制得MnO₂的陽極的電極反應(yīng)式；
（5）根據(jù)原電池工作原理判斷正極發(fā)生還原反應(yīng)，然后根據(jù)總反應(yīng)寫出正極的電極反應(yīng)式．

解答： 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，通過過濾獲得二氧化錳，
（1）白色污染主要是塑料等難降解的物質(zhì)形成的，SO₂能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，所以AC正確，
故答案為：AC；
（2）過濾是分離不溶物與易溶物的一種操作方法，過濾操作用到的儀器有鐵架臺、玻璃棒、漏斗、燒杯等，其中屬于玻璃儀器的為：燒杯、漏斗、玻璃棒，
故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；
（3）由于碳酸錳能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，從而促進(jìn)Al³⁺和Fe³⁺水解生成氫氧化物沉淀，
故答案為：消耗溶液中的酸，促進(jìn)Al³⁺和Fe³⁺水解生成氫氧化物沉淀；
（4）KMnO₄溶液加入到MnSO₄溶液中制備MnO₂，錳離子被高錳酸根離子氧化成二氧化錳，反應(yīng)的離子方程式為：3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺，
電解池中陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則用惰性電極電解MnSO₄溶液可制得MnO₂，因此陽極是錳離子放電，其陽極電極反應(yīng)式是：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺，
故答案為：3Mn²⁺+2MnO₄^-+2H₂O═5MnO₂+4H⁺；Mn²⁺+2H₂O-2e^-═MnO₂+4H⁺；
（5）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，因此堿性鋅錳電池放電時，正極是二氧化錳得到電子，則電極反應(yīng)式為：MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-，
故答案為：MnO₂+H₂O+e^-═MnOOH+OH^-．

點(diǎn)評：本題通過二氧化錳的制備，考查了物質(zhì)的分離、提純方法及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法及物質(zhì)的分離、提純方法，試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/div>