Question

【題目】某研究小組利用軟錳礦（主要成分為，另含少量鐵，鋁，銅等金屬化合物）作脫硫劑，通過如下簡化流程，既脫除燃煤尾氣中的，又制得電池材料（反應條件已省略）．請回答下列問題：

（1）上述流程脫硫實現了________（填編號）．

a．廢棄物的綜合利用 b．“白色污染”的減少

c．酸雨的減少 d．臭氧層空洞的減小

（2）已知：25℃，101kPa時， ， ， 。則步驟Ⅰ中與反應生成無水的熱化學方程式是__________。

（3）用離子方程式表示出步驟Ⅱ中用除去的反應原理：__________。

（4）已知；在步驟Ⅲ除銅鎳的過程中，當恰好完全沉淀[此時溶液中]，則溶液中的濃度是_________mol/L。

（5）步驟Ⅳ生成無水的化學方程式是___________。

（6）產品可作超級電容材料．用惰性電極電解溶液可以制得，其陽極的電極反應式是________________________。

（7）已知廢氣中濃度為，軟錳礦漿對的吸收率可達90%，則處理燃煤尾氣，可得到硫酸錳晶體（，相對分子質量為169）的質量為_____kg（結果保留3位有效數字）。

Answer 1

【答案】ac SO2(g)＋MnO2(s)＝MnSO4(s)　ΔH＝－248 kJ/mol 3MnCO3＋2Al3＋＋3H2O＝3Mn2＋＋3CO2↑＋2Al(OH)3↓ 2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O＝K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4 Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋ 1.90

【解析】

(1)SO2對大氣污染的主要危害是產生了酸雨，所以該脫硫過程實現了SO2變廢為寶和減少酸雨的發生；答案選ac；

(2)將題中所給方程式依次記作①、②、③，由方程式③－①－②可得：SO2(g)＋MnO2(s)=MnSO4(s)，根據蓋斯定律可算出該反應的反應熱ΔH＝(－1 065 kJ/mol)－(－520 kJ/mol)－(－297 kJ/mol)＝－248 kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式為SO2(g)＋MnO2(s)＝MnSO4(s)　ΔH＝－248 kJ/mol；

(3)步驟Ⅱ是用MnCO3調節溶液pH使Al3＋轉化為Al(OH)3沉淀而除去：3MnCO3＋2Al3＋＋3H2O＝3Mn2＋＋3CO2↑＋2Al(OH)3↓；

(4)＝6×10－21，所以c(Cu2＋)＝6×10－21×1.0×10－5 mol/L＝6.0×10－26 mol/L；

(5)發生氧化還原反應，氧化劑是KMnO4、還原劑是MnSO4、氧化產物和還原產物都是MnO2，由得失電子數相等可知：3n(KMnO4)＝2n(MnSO4)，最后再由質量守恒配平得：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O＝K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4；

(6)陽極是Mn2＋失去電子發生氧化反應生成MnO2：Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋；

(7)由硫元素質量守恒知n(SO2)＝n(MnSO4·H2O)，所以m(MnSO4·H2O)＝100×8×0.9/64×169 g＝1901.25g＝1.90 kg。