Question

为了回收利用SO 2 ，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO 2 ）吸收高温焙烧含硫废渣产生的S

为了回收利用SO 2 ，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO 2 ）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO 2 废气，制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下： 已知，浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn 2+ ，还含有少量的Fe 2+ 、Al 3+ 等其他金属离子．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表： 离子 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH 加碱溶解的pH Fe 2+ 7.6 9.7 Fe 3+ 2.7 3.7 Al 3+ 3.8 4.7 ＞8.5 Mn 2+ 8.3 9.8 请回答下列问题：（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式：______．（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：______．（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______．（4）滤渣的主要成分有______．（5）下列各组试剂中，能准确测定尾气中SO 2 含量的是______．（填编号）a．NaOH溶液、酚酞试液 b．稀H 2 SO 4 酸化的KMnO 4 溶液 c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞试液（6）已知废气中SO 2 浓度为6.4g/m 3 ，软锰矿浆对SO 2 的吸收率可达90%，则处理1000m 3 废气，可得到硫酸锰晶体质量为______kg．

Answer 1

（1）低品位软锰矿浆的主要成分是MnO 2 ，通入SO 2 浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn 2+ ，则MnO 2 与SO 2 发生氧化还原反应，反应的化学方程式为SO 2 +MnO 2 =MnSO 4 ． 故答案为：SO 2 +MnO 2 =MnSO 4 ； （2）杂质离子中只有Fe 2+ 具有还原性，可以被MnO 2 在酸性条件下氧化成Fe 3+ ，反应的离子方程式为2Fe 2+ +MnO 2 +4H + =2Fe 3+ +Mn 2+ +2H 2 O， 故答案为：2Fe 2+ +MnO 2 +4H + =2Fe 3+ +Mn 2+ +2H 2 O； （3）杂质中含有Fe 3+ 、Al 3+ 阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe 3+ 和Al 3+ 除去，小于8.3是防止Mn 2+ 也沉淀，所以只要调节pH值在4.7～8.3间即可． 故答案为：4.7～8.3； （4）Fe 3+ 、Al 3+ 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； （5）a．二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠和二氧化硫、水又能反应生成亚硫酸氢钠，有两步反应，所以无法准确测定尾气中SO 2 含量，故a错误．  b．稀H 2 SO 4 酸化的KMnO 4 溶液和二氧化硫能发生氧化还原反应而使溶液褪色，只发生一步反应，所以能准确测定尾气中SO 2 含量，故b正确．  c．碘和二氧化硫能发生氧化还原反应而使溶液褪色，只发生一步反应，所以能准确测定尾气中SO 2 含量，故c正确． d．氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵和二氧化硫和水又能反应生成亚硫酸氢铵，有两步反应，所以无法准确测定尾气中SO 2 含量，故d错误． 故答案为：b、c； （6）根据硫原子守恒，被吸收的SO 2 的物质的量等于硫酸锰晶体的物质的量，所以硫酸锰晶体的质量为 6.4g /m 3 ×100 0m 3 ×90% 64g/mol ×169g/mol =15210g=15.21kg． 故答案为：15.21kg．