污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下流程既脱除

Question

污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．
 某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下流程既脱除燃煤尾气中的SO₂，又制得电池材料MnO₂（反应条件已省略）．

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了___（选填下列字母编号）．
A．废弃物的综合利用         B．白色污染的减少        C．酸雨的减少
（2）流程图④过程中发生的主要化学反应的方程式为___．
（3）用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，其原因是___，用MnS除去溶液中的Cu²⁺的离子方程式为___．
（4）MnO₂可作超级电容器材料．工业上用如图2所示装置制备MnO₂．接通电源后，A电极的电极反应式为：___，当制备1mol MnO₂，则膜两侧电解液的质量变化差（△m_左-△m_右）为___g．
（5）假设脱除的SO₂只与软锰矿浆中的MnO₂反应．按照如图1示流程，将am³ （标准状况）含SO₂的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO₂的脱除率为67.2%，最终得到MnO₂的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO₂___ kg．

Answer 1

由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO₃调节溶液pH，使溶液中Al³⁺和Fe³⁺转化为沉淀，过滤除去，MnS将铜、镍离子还原为单质，过滤分离，滤液中加入高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰．
（1）流程脱硫实现了废弃物的综合利用、酸雨的减少，与白色污染无关，
故答案为：AC；
（2）高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，还生成硫酸钾，由元素守恒可知还生成硫酸，反应方程式为：2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2 H₂SO₄，
故答案为：2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2 H₂SO₄；
（3）用MnCO₃能除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，其原因是：消耗溶液中的酸，促进Al³⁺和Fe³⁺水解生成氢氧化物沉淀，用MnS除去溶液中的Cu²⁺的离子方程式为：MnS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Mn²⁺（aq），
故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al³⁺和Fe³⁺水解生成氢氧化物沉淀；MnS（s）+Cu²⁺（aq）=CuS（s）+Mn²⁺（aq）；
（4）MnO₂可作超级电容器材料．电解硫酸锰溶液制备MnO₂，Mn元素发生氧化反应，由装置图可知，B电极上有气体生成，发生还原反应，应是氢离子放电生成氢气，A为阳极，阳极上是Mn²⁺失去电子得到MnO₂，由电荷守恒可知还有H⁺生成，氢离子通过质子交换膜移向右室，阳极电极反应式为：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺，根据电子转移可知移向右室的氢离子生成氢气，右室电解质溶液质量不变，两侧电解液的质量变化差为二氧化锰与移向右室氢离子的质量，当制备1mol MnO₂，转移电子为2mol，则移向右室的氢离子为2mol，则膜两侧电解液的质量变化差（△m_左-△m_右）为1mol×87g/mol+2mol×1g/mol=89g，
故答案为：Mn²⁺+2H₂O-2e^-=MnO₂+4H⁺；89；
（5）被吸收的SO₂转化为MnSO₄，二者物质的量相等，除去铁、铝、铜、镍等杂质时碳酸锰也转化为MnSO₄，④中发生反应：2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O=5MnO₂↓+K₂SO₄+2 H₂SO₄，可得关系式：3SO₂～3MnSO₄～5MnO₂，由关系式可知n（MnSO₄）=(3)/(5)×(1000cg)/(87g/mol)，则引入的Mn元素为(3)/(5)×(1000cg)/(87g/mol)-(1000aL)/(22.4L/mol)×b%×67.2%，由Mn元素守恒可知相当于引入的二氧化锰物质的量为（(3)/(5)×(1000cg)/(87g/mol)-(1000aL)/(22.4L/mol)×b%×67.2%），则其质量为（(3)/(5)×(1000cg)/(87g/mol)-(1000aL)/(22.4L/mol)×b%×67.2%）×87g/mol=（600c-26.1ab）g，即其质量为（0.6c-0.0261ab） Kg，
故答案为：（0.6c-0.0261ab）．