Question

19．辉铜矿（主要成分为Cu₂S）经火法冶炼，可制得Cu和H₂SO₄，流程如图一所示：

（1）Cu₂S中Cu元素的化合价是+1价．
（2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜（含少量Ag、Fe），CuSO₄溶液做电解质溶液：
①粗铜应与直流电源的正极（填“正”或“负”）相连．
②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液里的原因是Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性．
（3）Ⅲ中，烟气（主要含SO₂、CO₂）在较高温度经下图二所示方法脱除SO₂，并制得H₂SO₄．
①在阴极放电的物质是O₂．
②在阳极生成SO₃的电极反应式是2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑．
（4）检测烟气中SO₂脱除率的步骤如下：
i．将一定量的净化气（不含SO₃）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水．
ii．加入浓盐酸，加热溶液至无色无气泡，再加入足量BaCl₂溶液．
iii．过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量．
①用离子方程式表示i中溴水的主要作用SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺．
②若沉淀的质量越大，说明SO₂的脱除率越低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）化合物中S元素常见负化合价为-2价；
（2）根据电解原理分析电解精炼铜的阳极材料；依据溶液中阳离子的放电顺序回答；
（3）SO₂-O₂-H₂SO₄形成燃料电池，通O₂的电极为正极发生还原反应，通SO₂的电极为负极发生氧化反应，转化为H₂SO₄，根据电解质溶液是酸性的，写出负极反应式；阳离子在电解质溶液中由负极移动到正极，据此解答即可；
（4）①溴水具有强氧化性，亚硫酸根具有还原性，据此解答即可；
②生成沉淀越多，说明烟气中二氧化硫含量越高，脱除率越低，据此解答即可．

解答 解：（1）化合物中S元素常见负化合价为-2价，故Cu的化合价为+1，故答案为：+1；                                                        
（2）①电解法炼铜时，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，所以阳极为粗铜板，粗铜板中的金、银还原性比铜的弱，反应后以单质的形式在电解槽阳极的槽底，在电解槽的阴极铜离子得到电子生成金属铜，该电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu，故答案为：正；                                                      
②由于Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性，故溶液中的铜离子放电析出，故答案为：Cu²⁺的氧化性大于Fe²⁺的氧化性；                    
（3）①依据题意得出二氧化硫燃料电池中，氧气在原电池的正极得到电子，故答案为：O₂；
②熔融硫酸钾中硫酸根失去电子，在原电池的负极放电，电极反应方程式为：2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑，故答案为：2SO₄^2--4e^-=2SO₃↑+O₂↑；
（4）①溴水具有强氧化性，亚硫酸根具有还原性，发生反应的离子反应方程式为：SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺，故答案为：SO₃^2-+Br₂+H₂O=SO₄^2-+2Br^-+2H⁺；
②生成沉淀越多，说明烟气中二氧化硫含量越高，脱除率越低，故答案为：低．

点评 本题主要考查的是电解及流程分析、电化学原理等，综合性较强，难度较大．