Question

（12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）上述流程脱硫实现了 （选填下列字母编号）。

A．废弃物的综合利用 B．白色污染的减少 C．酸雨的减少

（2）过滤操作用到的玻璃仪器有： 。

（3）用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是 。

（4）写出KMnO4溶液加入到MnSO4溶液中制备MnO2的离子反应方程式： ；用惰性电极电解MnSO4溶液也可制得MnO2，其阳极的电极反应式是 。

（5）MnO2是碱性锌锰电池的电极材料，电池反应方程式为：2MnO2+Zn+H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,写出该电池放电时，正极的电极反应式是 。

Answer 1

（1）A、C（2）烧杯、漏斗、玻璃棒

（3）消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀

（4）3Mn2++2 MnO4- +2H2O ====5MnO2+4H+ Mn2++2H2O-2e-====MnO2+4H+

（5）MnO2+H2O+e-====MnOOH+OH-

【解析】

试题分析：（1）白色污染主要是塑料等难降解的物质形成的，SO2能形成酸雨，因此脱硫实现了废弃物的综合利用，同时也减少了酸雨形成，即答案选AC。（2）由于碳酸锰能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，从而促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀。（3）已知：热化学方程式①Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520kJ/mol，②S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－297kJ/mol，③Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065kJ/mol，则根据盖斯定律可知③－（①＋③）即得到SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式MnO2(s)＋SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol。（4）电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，因此阳极是锰离子放电，其阳极电极反应式是Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋。（5）原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此碱性锌锰电池放电时，正极是二氧化锰得到电子，则电极反应式是MnO2＋H2O＋e－＝MnO(OH)＋OH－。（6）实际参加反应的SO2的物质的量是，根据方程式MnO2(s)＋SO2(g) =MnSO4(s)可知生成硫酸镁的物质的量是0.4abmol。最终生成二氧化锰是c kg，则根据方程式3MnSO4＋2KMnO4＋2H2O=5MnO2＋K2SO4＋2H2SO4可知，因此消耗硫酸锰的物质的量是 mol，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素的物质的量是mol－0.4abmol，相当于二氧化锰的质量是（mol－0.4abmol）×87g/mol＝（600c－34.8ab）g＝ kg

考点：考查物质制备工艺流程的有关判断与计算