Question

工业制硫酸的尾气中含有一定量SO₂，处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法．
（一）工业实际吸收过程中，第I步常采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO₂，然后向生成溶液中加入熟石灰，充分反应后将生成产物分离后再经氧化后制得产品A．

（1）产品A是

CaSO₄

（填化学式）．
（2）有人提出将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca（OH）₂溶液直接制得产品CaSO₃，你认为是否可行？

不可以

（填“可以”、“不可以”或“不确定”）原因是

Ca（OH）₂在水中溶解度较小，c（OH^-）太低，吸收效率不高

（二）制备MnSO₄?H₂O：SO₂还原MnO₂矿制备MnSO₄?H₂O，过程如下：

（1）生产中提高MnO₂矿浸出率的措施除了将矿石粉碎还有

充分搅拌、适当提高体系温度等

（答出一条即可）．
（2）除铁发生的离子反应方程式为

2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺ 或Fe³⁺+3H₂O Fe（OH）₃+3H⁺ 2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

．
（3）操作I的名称为

蒸发浓缩、冷却结晶

．
（4）MnSO₄?H₂O在1150℃高温下易分解，产物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是

3MnSO₄?H₂OMn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O

．

Answer 1

分析：（一）（1）采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO₂，然后向生成溶液中加入熟石灰，充分反应后将生成产物分离后再经氧化后制得产品A，依据流程转化关系分析判断；
（2）浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca（OH）₂溶液直接制得产品CaSO₃时，氢氧化钙溶解度较小，吸收二氧化硫的效率不高分析判断；
（二）根据制备MnSO₄?H₂O的原理和流程分析：SO₂还原MnO₂矿制备MnSO₄?H₂O；
（1）生产中提高MnO₂矿浸出率的措施除了将矿石粉碎，其他措施是能加快溶解速率分析；
（2）除铁发生的反应是利用三价铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子呈酸性，调节PH到6.5 时，三价铁全部沉淀；加入的碳酸钙是为了和氢离子反应使溶液PH升高到6.5；
（3）依据流程分析，操作I是对得到的硫酸锰溶液结晶析出，方法为蒸发溶剂浓缩冷却结晶；
（4）MnSO₄?H₂O在1150℃高温下易分解，产物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，依据化合价的升降相同，原子守恒书写化学方程式；

解答：解：（一）（1）流程发生的反应是二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙，化学式为：CaSO₄；
故答案为：CaSO₄；
（2）将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca（OH）₂溶液直接制得产品CaSO₃，由于氢氧化钙溶解度小对二氧化硫吸收不完全，所以不可以；
故答案为：不可以   Ca（OH）₂在水中溶解度较小，c（OH^-）太低，吸收效率不高；
（二）（1）生产中提高MnO₂矿浸出率的措施除了将矿石粉碎，也可以进行充分搅拌、适当提高体系温度等措施；故答案为：充分搅拌、适当提高体系温度等；
（2）除铁发生的反应是利用铁离子在PH=6.5时全部沉淀除去，三价铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，加入碳酸钙会和氢离子反应，使PH升高到6.5，所以反应的离子反应方程式为：2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺；或 Fe³⁺+3H₂O  Fe（OH）₃+3H⁺； 2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
故答案为：2Fe³⁺+3H₂O+3CaCO₃=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+3Ca²⁺；或 Fe³⁺+3H₂O  Fe（OH）₃+3H⁺； 2H⁺+CaCO₃=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）操作I是依据流程得到硫酸锰溶液中得到溶质晶体，采取的措施是：蒸发浓缩、冷却结晶；故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（4）MnSO₄?H₂O在1150℃高温下易分解，产物是Mn₃O₄、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式依据氧化还原反应的化合价升降相同，结合原子守恒分析判断写出化学方程式为：依据电子守恒可知，3MnSO₄?H₂O～Mn₃O₄～2e^-；     3MnSO₄?H₂O～SO₂～6e-；  所以生成的硫的化合物是二氧化硫和三氧化硫，依据原子守恒配平化学方程式为：3MnSO₄?H₂OMn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O；
故答案为：3MnSO₄?H₂OMn₃O₄+SO₂↑+2SO₃↑+3H₂O；

点评：本题考查了物质制备的流程分析，离子方程式的书写，氧化还原反应的电子守恒的方法应用，注意流程中的实验操作判断和产物的分析是根据，难度中等．