Question

(15分）某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO₂，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程脱除燃煤尾气中的SO₂，同时制得电池材料MnO₂(反应条件已省略）。

请回答下列问题：

（1）上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、          、         ；其中玻璃棒的作用是                           。

（2）用MnCO₃能除去溶液中的Al^3＋和Fe^3＋，其原理是                           。

（3）已知K_sp(CuS）＝8.4×10^－45，K_sp(NiS）＝1.4×10^－24；在除铜镍的过程中，当Ni^2＋恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni^2＋）＝1.0×10^－5mol/L），溶液中Cu^2＋的浓度是         mol/L。

（4）工业上采用电解K₂MnO₄水溶液的方法来生产KMnO₄，其中惰性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式                                             。

（5）下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO₂含量的是_________。(填编号）

a．NaOH溶液、酚酞试液                  b．稀H₂SO₄酸化的KMnO₄溶液

c．碘水、淀粉溶液                      d．氨水、酚酞试液

（6）除杂后得到的MnSO₄溶液可以通过     制得硫酸锰晶体。(MnSO₄•H₂O，相对分子质量为169）

a．过滤    

b．蒸发浓缩    

c．冷却结晶   

d．灼烧   

e．干燥

（7）已知废气中SO₂浓度为8.4 g/m³，软锰矿浆对SO₂的吸收率可达90%，则处理1000 m³燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体质量为           kg(结果保留3位有效数字）。

Answer

（1）烧杯 漏斗（各1分，共2分）；引流，防止液体溅出。（1分）

（2）消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀（2分） （3）6.0×10－26（2分）

（4）MnO42－－e－= MnO4－ (2分） （5）b c （2分） （6）bca（2分） （7）20.0（2分）

【解析】

试题分析：（1）上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗，其中玻璃棒的作用是引流，防止液体溅出。

（2）MnCO3能消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀。

（3）根据二者的溶度积常数可知溶液中，所以当Ni2＋恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni2＋）＝1.0×10－5mol/L），溶液中Cu2＋的浓度是6.0×10－26mol/L。

（4）电解池中阳极失去电子，发生氧化反应，则溶液中的MnO42－失去电子，因此阳极的电极反应式为MnO42－－e－= MnO4－。

（5）a．NaOH溶液与SO2反应生成的亚硫酸钠仍然显碱性，利用酚酞试液不能判断终点，a错误；b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液能氧化SO2，且溶液颜色变化明显（紫色变为无色），可以测定，b正确；c．碘水和SO2反应生成硫酸和氢碘酸，利用淀粉溶液作指示剂可以判断终点，c正确；d．氨水、酚酞试液吸收SO2时不易判断终点，且氨水易挥发，不能测定，d错误，答案选bc。

（6）硫酸锰能溶于水，因此除杂后得到的MnSO4溶液可以通过蒸发浓缩、冷却结晶和过滤制得硫酸锰晶体，答案选bca。

（7）根据硫原子守恒可知，被吸收的SO2的物质的量等于硫酸锰晶体的物质的量，则硫酸锰晶体的质量为。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用