(2)根据题干中所给的试剂结合MnCO3的性质来选择合适的制取方案.
【解答】解:(1)①石灰乳的作用是吸收尾气二氧化硫,碱和酸性氧化物反应得到对应的盐和水,答案为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O;
②为使SO2尽可能转化完全,应定要保证控制反应的温度,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,要求所通气体一定要慢,故答案为:控制适当的温度、缓慢通入混合气体;
③氮气的化学性质稳定,空气中氧气性质活泼,在Mn2+催化作用下,易把亚硫酸氧化成硫酸,而使硫酸根浓度增大,故答案为:Mn2+催化氧气与亚硫酸反应生成硫酸;
(2)制取的原理是碳酸根和锰离子之间反应生成碳酸锰的过程,但要考虑MnCO3难溶于水、乙醇并在潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解以及Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7等因素,过程中控制溶液的PH值以及洗涤沉淀所选的溶剂要小心,故答案为:边搅拌边加入碳酸钠,并控制溶液的PH<7.7、过滤,用水洗涤2﹣3次、检验SO42﹣是否被除去、用少量的乙醇洗涤快速抽滤.
【点评】本题是一道实验综合性的题目,难度较大,考查了学生分析和解决问题的能力.
16.(10分)钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,原因是防止反应速率过快、浓HNO3易挥发、分解。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为BaCO3(填化学式);中和Ⅰ使溶液中Fe3+、H+(填离子符号)的浓度减少(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染。
【考点】P8:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
【专题】16:压轴题;54:化学实验.
【分析】(1)Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为:Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;
(2)温度越高反应速率越快,故控制温度不超过70℃是为了防止反应速率过快,且浓硝酸越浓越易分解,温度高既易挥发,也易分解,故不用浓硝酸。
(3)X既要能中和硝酸,又不产生新杂质,结合本厂实际,故可用BaCO3;中和Ⅰ使溶液中的Fe3+形成Fe(OH)3沉淀、H+浓度减小;
(4)洗涤废渣是为了减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染。
【解答】解:(1)Ba(FeO2)2中Fe元素是+3价,故Ba(FeO2)2与硝酸不发生氧化还原反应,其反应方程式为:Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;故答案为:Ba(FeO2)2+8HNO3═Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O;
(2)酸溶时控制反应温度不超过70℃,是为了防止温度过高,反应速率太快;不使用浓硝酸,是因为浓HNO3不稳定,易分解,易挥发,故答案为:防止反应速率过快浓HNO3易挥发、分解(凡合理答案均可);
(3)加入X调节溶液的pH=4~5,则X应能消耗H+,结合工厂主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的实际情况,可选用BaCO3;中和后溶液中H+浓度减小,pH在4~5时,Fe3+也完全沉淀,故Fe3+浓度也减小,故答案为:BaCO3;Fe3+、H+;
(4)因为钡盐是重金属盐,有毒,故洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染,故答案为:减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染(凡合理答案均可)。
【点评】本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力。
17.(8分)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理.
方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4
(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为:2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有A、C(填字母).
A.增大氨水浓度 B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D.通入空气使HSO3﹣转化为SO42﹣
采用方法Ⅰ脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2,原因是HCO3﹣+SO2=CO2+HSO3﹣(用离子方程式表示).
(2)方法Ⅱ主要发生了下列反应:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)△H=8.0kJ•mol﹣1
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)△H=90.4kJ•mol﹣1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣566.0kJ•mol﹣1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6kJ•mol﹣1
S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式为S(g)+O2(g)=SO2(g)△H═﹣574.0kJ•mol﹣1.
(3)方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如右图所示.阳极区放出气体的成分为O2、SO2.(填化学式)
【考点】BE:热化学方程式;BF:用盖斯定律进行有关反应热的计算;CD:化学平衡的调控作用;DI:电解原理;F6:二氧化硫的污染及治理