Question

18．辉铜矿（主要成分为Cu₂S）经火法冶炼，可制得Cu和H₂SO₄，流程如图1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电解一段时间后，溶液中Cu²⁺浓度减小．（填“减小”、“增大”、“不变”）
（3）Ⅲ中，烟气（主要含SO₂、CO₂）在较高温度经如图2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”）．
（5）次磷酸（H₃PO₂）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性．H₃PO₂是一元中强酸，写出其电离方程式H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺．
③NaH₂PO₂为正盐（填“正盐”或“酸式盐”）其溶液显弱碱性（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）．

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）阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，由示意图可知，阴极是氧气获得电子得到SO₄^2-，阳极是熔融硫酸钾中硫酸根失去电子生成SO₃、O₂；
（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；
（5）H₃PO₂是一元中强酸，部分电离生成氢离子和H₂PO₂^-，NaH₂PO₂为正盐，水解呈碱性．

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阳极为铜，含有铁，铁先被氧化，而阴极只有铜析出，则铜离子浓度减小，故答案为：减小；
（3）阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，由示意图可知，阴极是氧气获得电子得到SO₄^2-，阳极是熔融硫酸钾中硫酸根失去电子生成SO₃、O₂．
①氧气在阴极获得电子，故答案为：O₂；
②阳极电极反应方程式为：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；
（5）H₃PO₂是一元中强酸，部分电离生成氢离子和H₂PO₂^-，电离方程式为H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺，NaH₂PO₂为正盐，水解呈碱性，
故答案为：H₃PO₂?H₂PO₂^-+H⁺；正盐；弱碱性．

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和流程分析应用，主要涉及物质性质的理解，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，本题涉及电解知识，注意把握电解原理，难度中等．