Question

15．軟錳礦（主要成分為MnO₂，另含少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物）作脫硫劑．既脫除燃煤尾氣中的SO₂，又制得電池材料MnO₂（反應(yīng)條件已省略），簡化流程圖如下：
請回答下列問題：

（1）上述流程脫硫不能實現(xiàn)B（選填下列字母編號）．
A．廢棄物的綜合利用　　　　B．白色污染的減少　　　　C．酸雨的減少       D．回收貴重金屬
（2）MnCO₃不溶于水，卻能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，其原因是消耗溶液中的酸，促進Al³⁺和Fe³⁺水解生成氫氧化物沉淀．
（3）脫硫過程中加入KMnO₄制取產(chǎn)品MnSO₂的化學(xué)方程式是2KMnO₄+3MnSO₄+4KOH=5MnO₂+3K₂SO₄+2H₂O．
（4）海水提取鎂工藝流程也用到了脫硫（除去硫酸根離子），部分流程如圖2：該工藝過程中，脫硫階段主要反映的離子方程式為Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓．產(chǎn)品2的化學(xué)式為Mg（OH）₂，石灰乳的兩用特點是提供Ca²⁺使海水脫硫；提供OH^-使海水中的Mg²⁺生成Mg（OH）₂沉淀．
（5）普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為：Zn+2NH₄Cl+2MnO₂═Zn（NH₃）₂Cl₂+2MnOOH，其正極的電極反應(yīng)式是MnO₂+e^-+NH₄⁺═MnOOH+NH₃．

Answer 1

分析 二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳，用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，MnS將銅、鎳離子還原為單質(zhì)，高錳酸鉀能與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳，通過過濾獲得二氧化錳，
（1）SO₂能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，同時回收貴重金屬銅、鎳；
（2）從消耗溶液中的酸，促進Al³⁺和Fe³⁺水解角度分析；
（3）脫硫過程中加入KMnO₄和MnSO₂發(fā)生氧化還原反生成二氧化錳；
（4）海水脫硫是用鈣離子與硫酸根離子生成難溶物硫酸鈣而除去，用石灰石乳中提供的氫氧根離子與鎂離子結(jié)合成難溶的氫氧化鎂；
（5）根據(jù)原電池工作原理判斷正極發(fā)生還原反應(yīng)，然后根據(jù)總反應(yīng)寫出正極的電極反應(yīng)式．

解答 解：二氧化硫能與二氧化錳反應(yīng)生成硫酸錳，用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，MnS將銅、鎳離子還原為單質(zhì)，高錳酸鉀能與硫酸錳反應(yīng)生成二氧化錳，通過過濾獲得二氧化錳，
（1）白色污染主要是塑料等難降解的物質(zhì)形成的，SO₂能形成酸雨，因此脫硫?qū)崿F(xiàn)了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，同時回收貴重金屬銅、鎳，所以B符合，
故答案為：B；
（2）由于碳酸錳能消耗溶液中的酸，降低溶液的酸性，從而促進Al³⁺和Fe³⁺水解生成氫氧化物沉淀，故答案為：消耗溶液中的酸，促進Al³⁺和Fe³⁺水解生成氫氧化物沉淀；
（3）KMnO₄溶液加入到MnSO₄溶液中制備MnO₂，2價錳離子被高錳酸根離子氧化成二氧化錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄+3MnSO₄+4KOH=5MnO₂+3K₂SO₄+2H₂O，
故答案為：2KMnO₄+3MnSO₄+4KOH=5MnO₂+3K₂SO₄+2H₂O；
（4）海水脫硫是用鈣離子與硫酸根離子生成難溶物硫酸鈣而除去，反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，用石灰石乳中提供的氫氧根離子與鎂離子結(jié)合成難溶的氫氧化鎂，故答案為：Ca²⁺+SO₄^2-═CaSO₄↓；Mg（OH）₂；提供Ca²⁺使海水脫硫；提供OH^-使海水中的Mg²⁺生成Mg（OH）₂沉淀；
（5）原電池中負極失去電子，正極得到電子，因此堿性鋅錳電池放電時，正極是二氧化錳得到電子，則電極反應(yīng)式為：MnO₂+e^-+NH₄⁺═MnOOH+NH₃，故答案為：MnO₂+e^-+NH₄⁺═MnOOH+NH₃．

點評 本題通過二氧化錳的制備，考查了物質(zhì)的分離、提純方法及其綜合應(yīng)用，題目難度中等，明確制備原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實驗基本操作方法及物質(zhì)的分離、提純方法，試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>