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(jiǎn)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(qǐng)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(hào))。

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 ℃、101 kPa時(shí),

Mn(s)+O2(g)===MnO2(s) ΔH=-520 kJ/mol

S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ/mol

Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s) 

ΔH=-1065 kJ/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(jí)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(shí),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?qǐng)D示流程,將a m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含SO2的體積分?jǐn)?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c kg,則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí),所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2________kg。


(1)A、C

(2)消耗溶液中的酸,促進(jìn)Al3和Fe3水解生成氫氧化物沉淀

(3)MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)

ΔH=-248 kJ/mol

(4)Mn2+2H2O-2e===MnO2+4H

(5)MnO2+H2O+e===MnO(OH)+OH

(6)

[解析] (1)脫硫的目的是減少產(chǎn)生SO2,進(jìn)而減少酸雨的產(chǎn)生,同時(shí)可對(duì)廢棄物綜合利用。則A、C項(xiàng)符合題意。(2)加入MnCO3消耗溶液中的H,促使Al3和Fe3的水解平衡正向移動(dòng),生成氫氧化物沉淀除去。(3)將已知3個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,可知:MnO2(s)+ SO2 (g)===MnSO4(s) ΔH=③-(①+②)=-248 kJ/mol。(4)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,則陽極是Mn2放電,其陽極電極反應(yīng)式為Mn2+2H2O-2e===MnO2 + 4H。(5)原電池中正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),在堿性鋅錳電池放電時(shí),正極是二氧化錳得到電子,則正極電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e===MnO(OH)+OH。(6)KMnO4與MnSO4反應(yīng)生成MnO2的質(zhì)量為c kg,根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降法配平的關(guān)系式為:

2KMnO4+3MnSO4~5MnO2

   3 mol  5 mol

    x   mol

求得:x mol(MnSO4總的物質(zhì)的量)

MnO2+  SO2  ===    MnSO4

   1 mol        1 mol

   mol y

求得:y=0.4ab mol  

除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí),所引入的錳相當(dāng)于MnO2的物質(zhì)的量=xy mol-0.4ab mol,則所引入的錳相當(dāng)于MnO2的質(zhì)量=( mol-0.4ab mol)× kg。


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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下圖為實(shí)驗(yàn)室制氫氣的簡(jiǎn)易裝置。若在加稀硫酸時(shí),發(fā)現(xiàn)鋅粒與稀硫酸沒有接觸而稀硫酸又不夠了,為使該反應(yīng)順利進(jìn)行,則可以從長(zhǎng)頸漏斗中加入的試劑是(  )

①食鹽水、贙NO3溶液、圻m量稀硫酸銅溶液

④Na2CO3溶液、軨Cl4、逎獍彼

A.①③⑤        B.②⑥

C.③⑤                  D.①②④

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某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖,該物質(zhì)不應(yīng)有的化學(xué)性質(zhì)是                 

    ①可燃燒;②可跟溴加成;③可使酸性KMnO4溶液褪色;

④可跟NaHCO3溶液反應(yīng);⑤可跟NaOH溶液反應(yīng);

⑥可在堿性條件下水解

    A.①③             B.③⑥              C.④⑤          D.⑥

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下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康那曳习踩蟮氖?  )

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試回答下列中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中常見儀器的有關(guān)問題:

(1)在儀器①分液漏斗、②試劑瓶、③集氣瓶、④滴瓶、⑤滴定管、⑥容量瓶、⑦量筒、⑧托盤天平中,標(biāo)有“0”刻度的是(填序號(hào),下同)________;標(biāo)有使用溫度的儀器是________。

(2)“磨砂”是增加玻璃儀器密封性的一種處理工藝。在儀器①試管、②分液漏斗、③細(xì)口試劑瓶、④廣口試劑瓶、⑤集氣瓶、⑥滴瓶、⑦酸式滴定管、⑧堿式滴定管中,用到“磨砂”的有________。

(3)在儀器①漏斗、②容量瓶、③蒸餾燒瓶、④分液漏斗、⑤燒杯、⑥蒸發(fā)皿中,可用于粗鹽提純實(shí)驗(yàn)的有________;可用于分離兩種沸點(diǎn)接近且互不相溶的液態(tài)混合物實(shí)驗(yàn)的有________。

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Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。

Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O

反應(yīng)原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)

實(shí)驗(yàn)步驟:

①稱取15 g Na2SO3加入圓底燒瓶中,再加入80 mL蒸餾水。另取5 g研細(xì)的硫粉,用3 mL乙醇潤濕,加入上述溶液中。

②安裝實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示,部分夾持裝置略去),水浴加熱,微沸60 min。

③趁熱過濾,將濾液水浴加熱濃縮,冷卻析出Na2S2O3·5H2O,經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品。

回答問題:

(1)硫粉在反應(yīng)前用乙醇潤濕的目的是__________________________。

(2)儀器a的名稱是________,其作用是____________________。

(3)產(chǎn)品中除了有未反應(yīng)的Na2SO3外,最可能存在的無機(jī)雜質(zhì)是______________。檢驗(yàn)是否存在該雜質(zhì)的方法是____________________________。

(4)該實(shí)驗(yàn)一般控制在堿性環(huán)境下進(jìn)行,否則產(chǎn)品發(fā)黃,用離子反應(yīng)方程式表示其原因:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品純度

準(zhǔn)確稱取W g產(chǎn)品,用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.100 0 mol·L-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

反應(yīng)原理為2S2O+I(xiàn)2===S4O+2I

(5)滴定至終點(diǎn)時(shí),溶液顏色的變化:____________________________________________。

(6)滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖,則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為__________mL。產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3·5H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M)______________。

Ⅲ.Na2S2O3的應(yīng)用

(7)Na2S2O3還原性較強(qiáng),在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脫氯劑,該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。

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下列除雜方案錯(cuò)誤的是(  )

選項(xiàng)

被提純的物質(zhì)

雜質(zhì)

除雜試劑

除雜方法

A.

CO(g)

CO2(g)

NaOH溶液、

濃H2SO4

洗氣

B.

NH4Cl(aq)

Fe3(aq)

NaOH溶液

過濾

C.

Cl2(g)

HCl(g)

飽和食鹽水、

濃H2SO4

洗氣

D.

Na2CO3(s)

NaHCO3(s)

灼燒

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已知氧化性Br2>Fe3+。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:

a Fe2++b Br-+c Cl2→d Fe3++ e Br2+ f Cl-

下列選項(xiàng)中的數(shù)字與離子方程式中的a、b、c、d、e、f一一對(duì)應(yīng),其中不符合反應(yīng)實(shí)際的是

A.2   4   3   2   2    6     B.0   2   1    0   1   2

C.2   0   1   2   0    2     D.2   2   2    2   1   4

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以下配制一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液的操作:①通過計(jì)算,將NaOH固體放在小燒杯中,用托盤天平稱量所需質(zhì)量,②將稱量的固體倒入燒杯中,加適量蒸餾水溶解,用玻璃棒攪拌,③冷卻后用玻璃棒引流轉(zhuǎn)移到容量瓶中,加水定容,④搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,滴加蒸餾水至刻度線。其中錯(cuò)誤的操作有(  )

A.③④        B.②③

C.②④  D.①②

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