Question

（2014•四川）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

Answer 1

解题思路：二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，MnS将铜、镍离子还原为单质，高锰酸钾能与硫酸锰反应生成二氧化锰．

（1）脱硫能减少酸雨；

（2）MnCO₃消耗溶液中的酸，促进Al³⁺和Fe³⁺水解；

（3）根据盖斯定律解题；

（4）锰离子在阳极失电子；

（5）二氧化锰得电子生成MnO（OH）；

（6）SO₂+MnO₂=MnSO₄，根据方程式结合元素守恒解题．

（1）脱硫能减少酸雨和废物在利用，故答案为：AC；

（2）MnCO₃消耗溶液中的酸，促进Al³⁺和Fe³⁺水解生成氢氧化物沉淀，故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al³⁺和Fe³⁺水解生成氢氧化物沉淀；

（3）Mn（s）+O₂（g）═MnO₂（s）△H=-520kJ•mol^-1

S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-297kJ•mol^-1

Mn（s）+S（s）+2O₂（g）═MnSO₄（s）△H=-1065kJ•mol^-1

将③-②-①可得MnO₂（s）+SO₂（g）=MnSO₄（s）△H=-248kJ/mol，故答案为：MnO₂（s）+SO₂（g）=MnSO₄（s）△H=-248kJ/mol；

（4）锰离子在阳极失电子：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺，故答案为：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺；

（5）二氧化锰得电子生成MnO（OH），MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-，故答案为：MnO₂+H₂O+e^-=MnO（OH）+OH^-；

（6）反应的二氧化硫的物质的量为 [a×1000/22.4]×b%×89.6%=0.4abmol，根据SO₂+MnO₂=MnSO₄可知生成硫酸锰的物质的量为0.4abmol，最终生成的二氧化锰为c kg，设消耗硫酸锰的物质的量为x．

2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O═5MnO₂+2H₂SO₄

387×5

x1000c

[3/x＝

87×5

1000c]

x=[3000c/435]

除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素（[3000c/435]-0.4ab）mol，

相当于MnO₂的质量（[3000c/435]-0.4ab）mol×87g/mol=（600c-0.4ab×87）g=[1500c−87ab/2500]kg，故答案为：[1500c−87ab/2500]．

点评：

本题考点： 真题集萃；热化学方程式；原电池和电解池的工作原理；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用；制备实验方案的设计．

考点点评： 本题考查热化学方程式、原电池、电解池和化学计算等，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，难度中等．