Question

(16分)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Al3＋和Fe3＋，其原理是 。

（3）已知Ksp(CuS)＝8.4×10－45，Ksp(NiS)＝1.4×10－24；在除铜镍的过程中，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 mol/L。

（4）工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，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 (填操作名称)制得硫酸锰晶体(MnSO4?H2O，相对分子质量为169)。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

（16分）（1）烧杯 漏斗（各1分，共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）6.0×10－26mol/L（2分）

（4）MnO42－—e-= MnO4－ (2分)

（5）b c （2分）

（6）蒸发浓缩，冷却结晶（过滤），（2分） 20.0（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能消耗水解平衡的氢离子，使平衡正向移动，从而使Al、Fe沉淀被除去；

（3）当Ni2＋恰好完全沉淀 (此时溶液中c(Ni2＋)＝1.0×10－5mol/L)，溶液中S2-的浓度根据，Ksp(NiS)＝1.4×10－24可得c(S2-)＝1.4×10－24/1.0×10－5=1.4×10－19mol/L，则根据Ksp(CuS)＝8.4×10－45，可得溶液中Cu2＋的浓度是8.4×10－45/1.4×10－19=6.0×10－26mol/L；

（4）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－；

（5）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；

（6）从溶液中得到晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤可得硫酸锰晶体；1000 m3燃煤尾气中二氧化硫的物质的量是1000 m3×8.4 g/m3/64g/mol，二氧化硫的吸收率是90%，根据S元素守恒，则可得到硫酸锰晶体的质量是1000 m3×8.4 g/m3/64g/mol×90%×169g/mol=20.0kg。

考点：考查实验基本操作的判断，仪器的选择，对流程的分析，溶度积常数的应用，实验方案的评价，实验结果的分析与计算