(2010?宜賓模擬)為了回收利用SO2,研究人員研制了利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收高溫焙燒含硫廢渣產生的SO2廢氣,制備硫酸錳晶體的生產流程,其流程示意圖如下:

已知,浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+等其他金屬離子.有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見下表:
離子 開始沉淀時的pH 完全沉淀時的pH 加堿溶解的pH
Fe2+ 7.6 9.7
Fe3+ 2.7 3.7
Al3+ 3.8 4.7 >8.5
Mn2+ 8.3 9.8
請回答下列問題:
(1)寫出浸出過程中主要反應的化學方程式:
SO2+MnO2=MnSO4
SO2+MnO2=MnSO4

(2)寫出氧化過程中主要反應的離子方程式:
2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O

(3)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調節(jié)pH,pH應調節(jié)至
4.7~8.3
4.7~8.3

(4)濾渣的主要成分有
氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣
氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣

(5)下列各組試劑中,能準確測定尾氣中SO2含量的是
bc
bc
.(填編號)
a.NaOH溶液、酚酞試液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液 c.碘水、淀粉溶液  d.氨水、酚酞試液
(6)已知廢氣中SO2濃度為6.4g/m3,軟錳礦漿對SO2的吸收率可達90%,則處理1000m3廢氣,可得到硫酸錳晶體質量為
15.21kg
15.21kg
kg.
分析:(1)從流程圖看,浸出過程是軟錳礦漿(MnO2)與SO2的反應.
(2)雜質離子中只有Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+
(3)從表可以看出,只要調節(jié)pH值在4.7~8.3間,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀;
(4)Fe3+、Al3+陽離子通過調pH值,轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,同時生成微溶的硫酸鈣;
(5)根據(jù)物質間能發(fā)生幾步反應分析;
(6)利用硫原子守恒,被吸收的SO2的物質的量等于硫酸錳晶體的物質的量.
解答:解:(1)低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應,反應的化學方程式為SO2+MnO2=MnSO4
故答案為:SO2+MnO2=MnSO4
(2)雜質離子中只有Fe2+具有還原性,可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,反應的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,
故答案為:2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;
(3)雜質中含有Fe3+、Al3+陽離子,從圖可表以看出,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀,所以只要調節(jié)pH值在4.7~8.3間即可.
故答案為:4.7~8.3;
(4)Fe3+、Al3+陽離子通過調pH值,轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,同時生成微溶的硫酸鈣,所以濾渣主要有氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣.
故答案為:氫氧化鐵、氫氧化鋁、硫酸鈣;
(5)a.二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉,亞硫酸鈉和二氧化硫、水又能反應生成亞硫酸氫鈉,有兩步反應,所以無法準確測定尾氣中SO2含量,故a錯誤.
 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應而使溶液褪色,只發(fā)生一步反應,所以能準確測定尾氣中SO2含量,故b正確.
 c.碘和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應而使溶液褪色,只發(fā)生一步反應,所以能準確測定尾氣中SO2含量,故c正確.
d.氨水和二氧化硫反應生成亞硫酸銨,亞硫酸銨和二氧化硫和水又能反應生成亞硫酸氫銨,有兩步反應,所以無法準確測定尾氣中SO2含量,故d錯誤.
故答案為:b、c;
(6)根據(jù)硫原子守恒,被吸收的SO2的物質的量等于硫酸錳晶體的物質的量,所以硫酸錳晶體的質量為
6.4g/m3×1000m3×90%
64g/mol
×169g/mol
=15210g=15.21kg.
故答案為:15.21kg.
點評:本題以制備硫酸錳的生產流程為知識載體,考查化學反應的書寫,及除雜中的問題,題目難度中等,本題注意把握數(shù)據(jù)處理能力和圖象分析能力.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?宜賓模擬)以氯乙烷為原料制取乙二酸(HOOC-COOH)的過程中,要依次經(jīng)過下列步驟中的( 。
①與NaOH的水溶液共熱、谂cNaOH的醇溶液共熱、叟c濃硫酸共熱到170℃④在催化劑存在情況下與氯氣加成 
⑤在Cu或Ag存在的情況下與氧氣共熱、夼c新制的Cu(OH)2共熱.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?宜賓模擬)為了檢驗某FeCl2溶液是否變質,可向溶液中加入( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?宜賓模擬)下列有關除雜質(括號中為雜質)的操作中,錯誤的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

(2010?宜賓模擬)對0.1mol?L-1的醋酸溶液進行以下操作,下列分析判斷正確的是( 。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案