Question

15．硫和硒（Se）、磷（Te）为同主族元素，在生产、生活中有着广泛用途．
Ⅰ、SO₂、CO₂转化利用是净化环境，造福人类的有效途径，一种用电化学原理，将SO₂、CO₂转化成用途广泛的化工产品H₂SO₄和CH₃OH，其装置如图所示：

（1）该装置的工作原理是原电池；（填“原电池”或“电解池”）
（2）若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则通入H₂-极为负；
（3）若A为SO₂，B为O₂，C为H₂SO₄，则A极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
Ⅱ、硒是地壳中稀有元素，工业上硒鼓废料（主要成分：硒、碲、碳、铜、铁合金）回收精炼硒的一种工艺流程如下：

已知：

物理性质	熔点	沸点	升华	溶解性
SeO2	340℃	684℃	315℃	易溶于水
TeO2	733℃	1260℃	450℃	易溶于水

（1）硒的最高价氧化物对应水化合物化学式：H₂SeO₄；
（2）废气主要成分是CO₂；
（3）步骤④的反应方程式：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O；步骤⑥的反应方程式：2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
（4）根据表中数据，步骤⑤中分离SeO₂和TeO₂的最佳方案是升华，将温度控制在315℃到450℃之间．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）装置图分析可知该装置是原电池反应；
（2）H₂失去电子，故H₂的一极为负极；
（3）SO₂在负极失去电子转化为SO₄^2-，故其电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
Ⅱ、硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）在空气中燃烧生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化铜等，500℃时SeO₂与TeO₂均为气体，冷却，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亚硒酸，废渣II为TeO₂，亚硒酸受热分解生成二氧化硒，及少量TeO₂，升华分离得纯净的二氧化硒，再加亚硫酸溶液还原得到Se单质；
（1）Se的最高正价为+6价，最高价氧化物对应水化物为酸；
（2）硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）在空气中燃烧生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化铜等，500℃时SeO₂与TeO₂均为气体，冷却得到SeO₂与TeO₂固体；
（3）SeO₂与水反应生成亚硒酸，亚硒酸受热分解；亚硫酸与二氧化硒反应生成硒和硫酸；
（4）根据SeO₂易升华来分析．

解答 解：Ⅰ、（1）装置图分析可知该装置是原电池反应，是化学能转化为电能的装置，故答案为：原电池；
（2）H₂失去电子，故H₂的一极为负极，故答案为：负；
（3）SO₂在负极失去电子转化为SO₄^2-，故其电极反应为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
Ⅱ、硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）在空气中燃烧生成二Ⅱ、氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化铜等，500℃时SeO₂与TeO₂均为气体，冷却，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亚硒酸，废渣II为TeO₂，亚硒酸受热分解生成二氧化硒，及少量TeO₂，升华分离得纯净的二氧化硒，再加亚硫酸溶液还原得到Se单质；
（1）Se的最高正价为+6价，最高价氧化物对应水化物为酸，化学式为H₂SeO₄，故答案为：H₂SeO₄；
（2）硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）在空气中燃烧生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化铜等，500℃时SeO₂与TeO₂均为气体，冷却得到SeO₂与TeO₂固体，废气为二氧化碳，故答案为：CO₂；
（3）硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）在空气中燃烧生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化铜等，500℃时SeO₂与TeO₂均为气体，冷却，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亚硒酸，废渣II为TeO₂，亚硒酸受热分解生成二氧化硒，反应④的化学方程式为：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O，升华分离得纯净的二氧化硒，再加亚硫酸溶液还原得到Se单质，反应⑥的化学方程式为：2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
故答案为：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O；2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
（4）由表格中数据可知，SeO₂在315℃以上易升华，TiO₂在450℃以上升华，所以控制温度在315℃到450℃之间，使SeO₂升华分离；
故答案为：升华，将温度控制在315℃到450℃之间．

点评 本题考查了工艺流程图，主要考查了物质的分离、提纯等实验操作，及有关的化学反应，题目难度中等，注意把握重要非金属元素单质及其化合物的性质．