Question

工业制硫酸的尾气中含有一定量SO₂，处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法。

（一）工业实际吸收过程中，第Ⅰ步常采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO₂，然后向生成溶液中加入熟石灰，充分反应后将生成产物分离后再经氟化后制得产品A。

（1）产品A是_______（填化学式）。

（2）有人提出将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)₂溶液直接制得产品CaSO₃，你认为是否可行？_______（填“可以”、“不可以”或“不确定”）原因是_______。

（二）制备MnSO₄•H₂O：SO₂还原MnO₂矿制备MnSO₄•H₂O，过程如下：

己知25℃时部分物质的溶度积常数如下表:

物质	Mn(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2	MnS	FeS	CuS
溶度积	2.1×10^-13	4.0× 10^-38	2.2×10^-23	1.0×10^-11	6.3×10^-18	6.3×10^-38

（3）还原时，若尾气中SO₂含量为4.48%,除去标况下lm3尾气至少需要含锰质量分数为55%的MnO2 矿粉_______g。

（4）除铁时加入碳酸钙，发生的反应的离子反应方程式为_____________________。

（5）试剂A最好是______________（写化学式）。

（6）操作I的名称为_________________。MnSO₄•H₂O在1150℃高温下易分解，产物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是________________。

Answer

CaSO4 不可以 Ca(OH)2在水中溶解度较小。c(OH-)太低，吸收效率不高 200 2Fe3++3H2O+3CaCO3=2 Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Ca2+（或2Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 2H++3CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O） MnS 蒸发浓缩，冷却结晶 3MnSO4·H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O

【解析】试题（一）（1）采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO2，然后向生成溶液中加入熟石灰，充分反应后产物是亚硫酸钙，分离后再经氧化后制得硫酸钙；
（2）浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca（OH）2溶液直接制得产品CaSO3时，氢氧化钙溶解度较小，吸收二氧化硫的效率不高；
（二）根据制备MnSO4•H2O的原理和流程，SO2还原MnO2矿制备MnSO4•H2O；
（3）根据化学方程式分析计算；
（4）加入的碳酸钙是为了和氢离子反应使溶液PH升高到6.5,使三价铁离子水解生成氢氧化铁；（5）一种沉淀易转化为更难溶的沉淀，利用沉淀转化除重金属离子；
（6）依据流程分析，操作I是对得到的硫酸锰溶液结晶析出，方法为蒸发溶剂浓缩冷却结晶； MnSO4•H2O在1150℃高温下易分解，产物是Mn3O4、含硫化合物、水，依据化合价的升降相同，原子守恒书写化学方程式；
解析：（一）（1）流程发生的反应是二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙，化学式为：CaSO4；

（2）将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca（OH）2溶液直接制得产品CaSO3，由于氢氧化钙溶解度小对二氧化硫吸收不完全，所以不可以；

（二）（3）lm3尾气含有SO2，1000L×4.48%÷22.4L/mol=2mol；需要含锰质量分数为55%的MnO2 矿粉xg

X=200g
（4）除铁发生的反应是利用铁离子在PH=6.5时全部沉淀除去，三价铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，加入碳酸钙会和氢离子反应，使PH升高到6.5，所以反应的离子反应方程式为：2Fe3++3H2O+3CaCO3=2Fe（OH）3↓+3CO2↑+3Ca2+；