Question

【題目】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要課題。某研究小組利用軟錳礦（主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料 MnO2（反應條件已省略）。

請回答下列問題：

（1）上述流程脫硫實現了____________(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

（2）KMnO4+MnSO4→MnO2的反應中，氧化劑與還原劑的物質的量之比為____________。

（3）已知：25℃、101kPa 時，Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H=-520kJ·mol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297 kJ·mol-1

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

SO2與MnO2反應生成無水MnSO4的熱化學方程式為：_______________________________。

（4）MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2其陽極的電極反應式是__________________________________________________。

（5）MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應式為：____________________________________________________。若以該電池為電源，以石墨作電極電解CuSO4溶液，陰極析出銅，陽極產物是___________________。

Answer 1

【答案】 a　 c 2∶3 MnO2(s)+ SO2(g)= MnSO4(s) △H=-248 kJ·mol-1 Mn2＋+2H2O-2e-=MnO2+4H＋ MnO2+H2O+e-= MnO(OH)+OH- O2 、H2SO4

【解析】（1）白色污染主要是塑料等難降解的物質形成的，SO2能形成酸雨，因此脫硫實現了廢棄物的綜合利用，同時也減少了酸雨形成，即答案選ac；（2）KMnO4+MnSO4→MnO2的反應中，根據化合價變化，KMnO4→MnO2的化合價由+7降到+4降低4，+MnSO4→MnO2化合價由+2升到+4升高2，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2：3；（3）已知：熱化學方程式①Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520kJ/mol，②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)

△H＝－297kJ/mol，③Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065kJ/mol，則根據蓋斯定律可知③－（①＋③）即得到SO2與MnO2反應生成無水MnSO4的熱化學方程式MnO2(s)＋SO2(g) =MnSO4(s) △H=-248kJ/mol；（4）電解池中陽極失去電子發生氧化反應，則用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，因此陽極是錳離子放電，其陽極電極反應式是Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋；（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，則電極反應式是MnO2＋H2O＋e－＝MnO(OH)＋OH－；以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅，則陽極為陰離子氫氧根放電，生成氧氣，導致氫離子濃度增大，所以陽極的產物有O2 、H2SO4。