Question

19．輝銅礦（主要成分為Cu₂S）經(jīng)火法冶煉，可制得Cu和H₂SO₄，流程如圖一所示：

（1）Cu₂S中Cu元素的化合價是+1價．
（2）Ⅱ中，電解法精煉粗銅（含少量Ag、Fe），CuSO₄溶液做電解質(zhì)溶液：
①粗銅應(yīng)與直流電源的正極（填“正”或“負(fù)”）相連．
②銅在陰極析出，而鐵以離子形式留在電解質(zhì)溶液里的原因是Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性．
（3）Ⅲ中，煙氣（主要含SO₂、CO₂）在較高溫度經(jīng)下圖二所示方法脫除SO₂，并制得H₂SO₄．
①在陰極放電的物質(zhì)是O₂．
②在陽極生成SO₃的電極反應(yīng)式是2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑．
（4）檢測煙氣中SO₂脫除率的步驟如下：
i．將一定量的凈化氣（不含SO₃）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水．
ii．加入濃鹽酸，加熱溶液至無色無氣泡，再加入足量BaCl₂溶液．
iii．過濾、洗滌、干燥，稱量沉淀質(zhì)量．
①用離子方程式表示i中溴水的主要作用SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺．
②若沉淀的質(zhì)量越大，說明SO₂的脫除率越低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）化合物中S元素常見負(fù)化合價為-2價；
（2）根據(jù)電解原理分析電解精煉銅的陽極材料；依據(jù)溶液中陽離子的放電順序回答；
（3）SO₂-O₂-H₂SO₄形成燃料電池，通O₂的電極為正極發(fā)生還原反應(yīng)，通SO₂的電極為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為H₂SO₄，根據(jù)電解質(zhì)溶液是酸性的，寫出負(fù)極反應(yīng)式；陽離子在電解質(zhì)溶液中由負(fù)極移動到正極，據(jù)此解答即可；
（4）①溴水具有強氧化性，亞硫酸根具有還原性，據(jù)此解答即可；
②生成沉淀越多，說明煙氣中二氧化硫含量越高，脫除率越低，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）化合物中S元素常見負(fù)化合價為-2價，故Cu的化合價為+1，故答案為：+1；                                                        
（2）①電解法煉銅時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以陽極為粗銅板，粗銅板中的金、銀還原性比銅的弱，反應(yīng)后以單質(zhì)的形式在電解槽陽極的槽底，在電解槽的陰極銅離子得到電子生成金屬銅，該電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^-═Cu，故答案為：正；                                                      
②由于Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性，故溶液中的銅離子放電析出，故答案為：Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性；                    
（3）①依據(jù)題意得出二氧化硫燃料電池中，氧氣在原電池的正極得到電子，故答案為：O₂；
②熔融硫酸鉀中硫酸根失去電子，在原電池的負(fù)極放電，電極反應(yīng)方程式為：2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑，故答案為：2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑；
（4）①溴水具有強氧化性，亞硫酸根具有還原性，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為：SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺，故答案為：SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺；
②生成沉淀越多，說明煙氣中二氧化硫含量越高，脫除率越低，故答案為：低．

點評 本題主要考查的是電解及流程分析、電化學(xué)原理等，綜合性較強，難度較大．