Question

SO₂是一種重要的化工原料，也是引起酸雨污染的重要來源。

(1)某興趣小組采用如圖所示裝置制取SO₂

①下列實驗方案適用如圖所示裝置制取所需SO₂的試劑是_______(填序號）。

A．Na₂SO₃溶液與稀硝酸

B．Na₂SO₃固體與濃硫酸

C．固體硫和氧氣

D．銅與濃硫酸

②a的儀器名稱是_______。

③尾氣吸收裝置的連接順序是b接(   )接 (   )接e。

(2)為了回收利用SO₂廢氣，研究人員研制了利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO₂)吸收高溫焙燒含硫廢渣產生的SO₂廢氣，制備硫酸錳晶體(生產流程，其流程示意圖如下：

  已知：浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2+，還含有少量的Fe^2＋、Al^3＋等其他金屬離子。有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時溶液的pH見下表：

請回答：

①含Al^3＋的鹽常用作凈水劑，用離子方程式表示其凈水原理________________________。

②浸出過程中主要反應的化學方程式是___________________________________________。

③氧化過程中加入MnO₂粉的目的是______________________________________________;

反應的離子方程式是_________________________________________________________。

④用石灰漿調節pH，pH應調節的范圍是___________________________________。

⑤濾渣的主要成分是____________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）①B      (2分)

②分液漏斗           (2分)  

③d  c         (2分)

（2）①Al³⁺+3H₂O Al(OH)₃+3H ⁺      (2分)

②SO₂＋MnO₂＝MnSO₄             (2分)

③將Fe^2＋氧化為Fe^3＋     (2分)

  2Fe^2＋＋MnO₂＋4H^＋＝2Fe^3＋＋Mn^2＋＋2H₂O       (2分)

④4.7≤pH＜8.3       (2分)

⑤氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣       （2分）

【解析】（1）①該裝置屬于固液或液液混合不加熱型裝置

A、Na₂SO₃溶液與HNO₃反應時，硝酸會氧化亞硫酸鈉本身被還原為一氧化氮，故A不符合；

B、Na₂SO₃固體與濃硫酸不加熱反應，利用濃硫酸難揮發性可以反應生成二氧化硫氣體，故B符合；

C．硫燃燒不需要分液漏斗，故C不符合；

D．銅和濃硫酸反應需要加熱，故D不符合；

故選B；

②a的儀器名稱是：分液漏斗，答案：分液漏斗；

③如圖，尾氣吸收裝置的連接順序是b接(d)接 (c)接e。答案：d c 。

（2）①含Al^3＋的鹽常用作凈水劑，是利用Al^3＋ 水解產生的Al(OH)₃ 膠體，具有吸附性，吸附水中的懸浮的雜質，離子方程式為①Al³⁺+3H₂O Al(OH)₃+3H ⁺ ，答案：Al³⁺+3H₂O Al(OH)₃+3H ⁺ ；  ②低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO₂，通入SO₂浸出液的pH＜2，其中的金屬離子主要是Mn^2＋，則MnO₂與SO₂發生氧化還原反應的化學方程式為SO₂+MnO₂=MnSO₄，

故答案為：SO₂＋MnO₂＝MnSO₄  ；③雜質離子中只有Fe^2＋具有還原性，可以被MnO₂在酸性條件下氧化成Fe^3＋，反應的離子方程式為2Fe^2＋+MnO₂+4H^＋=2Fe^3＋+Mn^2＋+2H₂O，

故答案為：將Fe^2＋氧化為Fe^3＋   2Fe^2＋＋MnO₂＋4H^＋＝2Fe^3＋＋Mn^2＋＋2H₂O ；④溶液中加入石灰漿來調節pH，其作用是除去雜質中含有Fe^3＋、Al^3＋陽離子，從圖表以看出，大于4.7可以將Fe^3＋和Al^3＋除去，小于8.3是防止Mn^2＋也沉淀，所以只要調節pH值在4.7～8.3間即可，

故答案為：4.7≤pH＜8.3  ；⑤Fe^3＋、Al^3＋陽離子通過調pH值，轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，同時生成微溶的硫酸鈣，所以濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣．

故答案為：氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣 

考點：二氧化硫的污染及治理；常見氣體制備原理及裝置選擇；工業回收利用SO₂廢氣