Question

15．SO₂是一种重要的化工原料，也是引起酸雨污染的重要来源．

（1）某兴趣小组采用如图1所示装置制取SOz
①下列实验方案适用如图所示装置制取所需SO₂的试剂是B（填序号）．
A．Na₂SO₃溶液与稀硝酸
B．Na₂SO₃固体与浓硫酸
C．固体硫和氧气
D．铜与浓硫酸
②a的仪器名称是分液漏斗．
③尾气吸收装置的连接顺序是b接d接c接e．
（2）为了回收利用SO₂废气，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）
吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO₂废气，制备硫酸锰晶体（MnSO₄•H₂O）生产流程，其流程示意图如图2：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe2+	7.6	9.7
Fe3+	2.7	3.7
Al3+	3.8	4.7
Mn2+	8.3	9.8

请回答：
①含Al³⁺的盐常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H ⁺．
②浸出过程中主要反应的化学方程式是SO₂+MnO₂=MnSO₄．
③氧化过程中加入MnO₂粉的目的是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
反应的离子方程式是2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O．
④用石灰浆调节pH，pH应调节的范围是4.7≤pH＜8.3．
⑤滤渣的主要成分是氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．

Answer 1

分析 （1）①实验室用Na₂SO₃ 固体与浓硫酸反应制备二氧化硫气体；
②根据装置图分析；
③bc导管连接的试管是用于防倒吸的，所以bd相连，防止液体倒吸进入前面的试管中；
（2）①铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能净水；
②从流程图看，浸出过程是软锰矿浆（MnO₂）与SO₂的反应．
③杂质离子中只有Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺；
④从表可以看出，只要调节pH值在4.7～8.3间，大于4.7可以将Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀；
⑤Fe³⁺、Al³⁺阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙．

解答 解：（1）①A．Na₂SO₃溶液与稀硝酸反应生成硫酸钠，NO和水，不能生成二氧化硫，故A错误；
B．Na₂SO₃固体与浓硫酸生成二氧化硫，故B正确；
C．固体硫和氧气生成二氧化硫中会混有氧气，而且图中装置不能发生燃烧反应，故C错误；
D．如图所示装置没有加热，则不能用浓硫酸和铜反应制备二氧化硫，故D错误；
故答案为：B；
②由装置图可知，a的仪器名称是分液漏斗；
故答案为：分液漏斗；
③bc导管连接的试管是用于防倒吸的，所以bd相连，防止液体倒吸进入前面的试管中，所以仪器的连接顺序为b-d-c-e；
故答案为：d；c；
（2）①铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能净水，其净水原理为Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H ⁺；
故答案为：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（胶体）+3H ⁺；
②低品位软锰矿浆的主要成分是MnO₂，通入SO₂浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，则MnO₂与SO₂发生氧化还原反应的化学方程式为SO₂+MnO₂=MnSO₄，
故答案为：SO₂+MnO₂=MnSO₄；
③杂质离子中只有Fe²⁺具有还原性，可以被MnO₂在酸性条件下氧化成Fe³⁺，反应的离子方程式为2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O，
故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；2Fe²⁺+MnO₂+4H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+2H₂O；
④溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是除去杂质中含有Fe³⁺、Al³⁺阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe³⁺和Al³⁺除去，小于8.3是防止Mn²⁺也沉淀，所以只要调节pH值在4.7～8.3间即可，
故答案为：4.7≤pH≤8.3；
⑤Fe³⁺、Al³⁺阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．
故答案为：氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙．

点评 本题以制备硫酸锰的生产流程为知识载体，考查化学反应的书写、及除杂质的问题、氧化还原反应等，题目难度中等，本题注意把握数据处理能力和流程分析能力．