Question

【化学—选修5：有机化学基础】

污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。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，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO₂，又制得电池材料MnO₂（反应条件已省略）。

请回答下列问题：

(1)上述流程中多次设计到过滤操作，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，_______________；其中玻璃棒的作用是___________________。

(2)用MnCO₃能除去溶液中的Al³⁺和Fe³⁺，其原理是_____________(只用文字表述)

(3)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__________________。

(4)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

(5)废气中SO₂与稀硫酸酸化的软锰矿反应的化学方程式为_______________；已知废气中SO₂浓度为6.4g/m³，软锰矿浆对SO₂的吸收率可达90%，则处理1000m³燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体(MnSO₄·H₂O，相对分子质量为169)质量为_________________kg(结果保留3 位有效致字)。

Answer

（1）漏斗（2分） 引流，防止液体溅出（2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）MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣（2分） （4）bc（2分）

（5）SO2+MnO2=MnSO4（3分） 15.2（2分）

【解析】

试题分析：（1）过滤操作需要烧杯、漏斗、玻璃棒，这三种玻璃仪器都是硅酸盐仪器；其中玻璃棒是作用是引流，防止液体溅出的作用。

（2）铝离子与铁离子水解产生氢氧化铝、氢氧化铁和氢离子，加入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）电解池中阳极发生氧化反应，元素的化合价升高，则MnO42-被氧化为MnO4-，所以阳极的电极反应式为MnO42﹣﹣e﹣═MnO4﹣。

（4）a.二氧化硫与氢氧化钠溶液反应，生成的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠或二者的混合物，产物的量无法确定，所以不能计算二氧化硫的含量，错误；b.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，反应只有一步，产物固定，所以可以准确计算二氧化硫的含量，正确；c.二氧化硫与淀粉、碘水溶液发生氧化还原反应，产物固定，且现象明显，可以准确计算二氧化硫的含量，正确；d.氨水是弱碱溶液，与二氧化硫反应的产物可能是亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、或者二者的混合物，产物不固定，所以不能准确计算二氧化硫的含量，错误，答案选bc。

（5）SO2与稀硫酸酸化的软锰矿发生氧化还原反应生成硫酸锰，反应方程式为SO2+MnO2=MnSO4；由硫原子守恒，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（1000m3×6.4 g/m3×90%）÷64g/mol×169g/mol=15.2 kg。

考点：考查实验基本操作的判断，仪器的选择，流程的分析，溶度积常数的应用，实验方案的评价等知识。