Question

某研究小组利用软锰矿（主要成分为，另含少量铁，铝，铜等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的，又制得电池材料（反应条件已省略）．请回答下列问题：

（1）上述流程脱硫实现了________（填编号）．

a．废弃物的综合利用                b．“白色污染”的减少

c．酸雨的减少                     d．臭氧层空洞的减小

（2）已知：25℃，101kPa时，    ，    ，    。则步骤Ⅰ中与反应生成无水的热化学方程式是__________。

（3）用离子方程式表示出步骤Ⅱ中用除去的反应原理：__________。

（4）已知；在步骤Ⅲ除铜镍的过程中，当恰好完全沉淀[此时溶液中]，则溶液中的浓度是_________mol/L。

（5）步骤Ⅳ生成无水的化学方程式是___________。

（6）产品可作超级电容材料．用惰性电极电解溶液可以制得，其阳极的电极反应式是________________________。

（7）已知废气中浓度为，软锰矿浆对的吸收率可达90%，则处理燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体（，相对分子质量为169）的质量为_____kg（结果保留3位有效数字）。

Answer

ac SO2(g)＋MnO2(s)＝MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol 3MnCO3＋2Al3＋＋3H2O＝3Mn2＋＋3CO2↑＋2Al(OH)3↓ 2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O＝K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4 Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋ 1.90

【解析】

(1)SO2对大气污染的主要危害是产生了酸雨，所以该脱硫过程实现了SO2变废为宝和减少酸雨的发生；答案选ac；

(2)将题中所给方程式依次记作①、②、③，由方程式③－①－②可得：SO2(g)＋MnO2(s)=MnSO4(s)，根据盖斯定律可算出该反应的反应热ΔH＝(－1 065 kJ/mol)－(－520 kJ/mol)－(－297 kJ/mol)＝－248 kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为SO2(g)＋MnO2(s)＝MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol；

(3)步骤Ⅱ是用MnCO3调节溶液pH使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀而除去：3MnCO3＋2Al3＋＋3H2O＝3Mn2＋＋3CO2↑＋2Al(OH)3↓；

(4)＝6×10－21，所以c(Cu2＋)＝6×10－21×1.0×10－5 mol/L＝6.0×10－26 mol/L；

(5)发生氧化还原反应，氧化剂是KMnO4、还原剂是MnSO4、氧化产物和还原产物都是MnO2，由得失电子数相等可知：3n(KMnO4)＝2n(MnSO4)，最后再由质量守恒配平得：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O＝K2SO4＋5MnO2＋2H2SO4；

(6)阳极是Mn2＋失去电子发生氧化反应生成MnO2：Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2＋4H＋；

(7)由硫元素质量守恒知n(SO2)＝n(MnSO4·H2O)，所以m(MnSO4·H2O)＝100×8×0.9/64×169 g＝1901.25g＝1.90 kg。