Question

8．某研究小組利用軟錳礦（主要成分為MnO₂，另含少量鐵，鈣，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）上述還原浸出是脫硫過程，實現(xiàn)了ad（選填編號）．
a．廢氣物的綜合利用    b．臭氧層空洞的減少     c．白色污染的減少      d．酸雨的減少
（2）寫出上述軟錳礦經(jīng)還原浸出生成MnSO₄的化學(xué)方程式是SO₂+MnO₂=MnSO₄．
（3）用MnCO₃能除去還原浸出液中的Al³⁺，請用離子方程式解釋其原因是3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓．
（4）加入（NH₄）₂S的目的主要是除去Cu²⁺；加入MnF₂的目的主要是除去Ca²⁺；（填離子符號）
（5）下列各組試劑中，能準確測定一定體積燃煤尾氣中SO₂含量的是bc．（填編號）
aNaOH溶液、石蕊試液  b稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液  c碘水、淀粉溶液  d氨水、石蕊試液
（6）用電化學(xué)法模擬工業(yè)處理SO₂．將硫酸工業(yè)尾氣中的SO₂通入如圖裝置（電均為惰性材料）進行實驗，可用于制備硫酸，同時獲得電能：
①M極發(fā)生的電極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺．
②若使該裝置的電流強度達到2.0A，理論上每分鐘應(yīng)向負極通入標準狀況下氣體的體積為0.014L（保留3位小數(shù)，已知：1個e^-所帶電量為1.6×10^-19
C）．

Answer 1

分析 軟錳礦（主要成分為MnO₂，另含少量鐵，鈣，銅等金屬化合物），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⁺，加入（NH₄）₂S將除去銅離子，再加氟化錳除去鈣離子，得到硫酸銨和硫酸錳溶液，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）上述脫硫過程，可以實現(xiàn)廢氣物的綜合利用和酸雨的減少；
（2）二氧化硫還原二氧化錳生成MnSO₄根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
（3）MnCO₃能促進Al³⁺水解，生成氫氧化鋁和二氧化碳，據(jù)此書寫離子方程式；
（4）銅離子能與硫離子生成 硫化銅沉淀，鈣離子能與氟離子生成 氟化鈣沉淀；
（5）準確測定一定體積燃煤尾氣中SO₂含量可以用稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液滴定，也可以用碘水、淀粉溶液滴定，而石蕊試液不能作滴定的指示劑；
（6）①本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸，M電極為負極，N電極為正極，M電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO₄^2-，根據(jù)原子守恒會電荷守恒可知，有水參加反應(yīng)，有氫離子生成；
②根據(jù)電流計算電量，再計算轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算通入二氧化硫物質(zhì)的量，進而計算體積．

解答 解：軟錳礦（主要成分為MnO₂，另含少量鐵，鈣，銅等金屬化合物），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⁺，加入（NH₄）₂S將除去銅離子，再加氟化錳除去鈣離子，得到硫酸銨和硫酸錳溶液，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）上述脫硫過程，可以實現(xiàn)廢氣物的綜合利用和酸雨的減少，而與臭氧層空洞的減少、白色污染的減少無關(guān)，故選ad；
（2）二氧化硫還原二氧化錳生成MnSO₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+MnO₂=MnSO₄，故答案為：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
（3）MnCO₃能促進Al³⁺水解，生成氫氧化鋁和二氧化碳，而除去溶液中的鋁離子，反應(yīng)的離子方程式為3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓，
故答案為：3MnCO₃+2Al³⁺+3H₂O=3Mn²⁺+3CO₂↑+2Al（OH）₃↓；
（4）銅離子能與硫離子生成 硫化銅沉淀，鈣離子能與氟離子生成 氟化鈣沉淀，所以加入（NH₄）₂S的目的主要是除去Cu²⁺，加入MnF₂的目的主要是除去Ca²⁺，
故答案為：Cu²⁺；Ca²⁺；
（5）準確測定一定體積燃煤尾氣中SO₂含量可以用稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液滴定，也可以用碘水、淀粉溶液滴定，而石蕊試液不能作滴定的指示劑，故選bc；
（6）①本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸，M電極為負極，N電極為正極，M電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO₄^2-，根據(jù)原子守恒會電荷守恒可知，有水參加反應(yīng)，有氫離子生成，電極反應(yīng)式為：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e ^-═SO₄^2-+4H⁺；
②轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為（2A×60s÷1.6×10^-19C）÷6.02×10²³mol^-1，則需要氧氣體積為：[（2A×60s÷1.6×10^-19C）÷6.02×10²³mol^-1]÷2×22.4L/mol≈0.014L，
故答案為：0.014．

點評 本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實驗、原電池原理及計算等，掌握物質(zhì)的性質(zhì)理解原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)與分析問題、解決問題的能力．