Question

【題目】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媒尾氣中的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)下列各組試劑中，能準(zhǔn)確測定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是______（填編號）；

A．NaOH溶液、酚酞溶液 B．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 C．碘水、淀粉溶液 D．氨水、酚酞溶液

(2)寫出軟錳礦漿吸收SO2的化學(xué)方程式______；

(3)用MnCO3，能除去溶液中的Al3+和Fe3+，用原理解釋：______。

(4)寫出KMnO4與MnSO4溶液反應(yīng)的離子方程式______；

(5)工業(yè)上將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解，可制得KMnO4．裝置如圖：

①D是溶液______；

②結(jié)合電極反應(yīng)式簡述生成KMnO4的原理：______；

(6)除雜后得到的MnSO4溶液可以通過______（填操作名稱）、過濾制得硫酸錳晶體。

Answer 1

【答案】BC MnO2+SO2=MnSO4 消耗溶液中氫離子，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+ 濃KOH溶液 a極上發(fā)生MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

【解析】

由流程可知，含二氧化硫的尾氣通入稀硫酸酸化的軟錳礦漿中，二氧化硫能被二氧化錳氧化為硫酸錳，MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，MnS能將銅、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、硫酸鉀。

(1)二氧化硫可被高錳酸鉀、碘水氧化，根據(jù)顏色變化，可準(zhǔn)確判斷滴定終點，從而準(zhǔn)確測定其含量，而與堿反應(yīng)時選酚酞作指示劑，吸收不徹底，不能準(zhǔn)確測定二氧化硫的含量。答案為：BC；

(2)錳礦漿吸收SO2，生成硫酸錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4。答案為：MnO2+SO2=MnSO4；

(3)在水溶液中，Al3+和Fe3+都能水解生成H+，MnCO3能與H+反應(yīng)從而促進Al3+和Fe3+完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，從而除去溶液中的Al3+和Fe3+。用原理解釋為消耗溶液中氫離子，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀。答案為：消耗溶液中氫離子，促進Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀；

(4)KMnO4與MnSO4溶液發(fā)生歸中反應(yīng)，生成MnO2沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。答案為：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；

(5)①由圖可知，a電極上MnO42-失去電子，b電極上水電離出的氫離子得到電子生成OH-，左側(cè)溶液中的K+通過陽離子交換膜進入右側(cè)溶液，所以右側(cè)KOH的濃度變大，D是濃KOH溶液。答案為：濃KOH溶液；

②a為陽極，陽極上K2MnO4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4。答案為：a極上發(fā)生MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4；

(6)由MnSO4溶液得到MnSO4H2O晶體，應(yīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾及干燥。答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。