Question

18．輝銅礦（主要成分為Cu₂S）經火法冶煉，可制得Cu和H₂SO₄，流程如下圖所示：

（1）Cu₂S（硫化亞銅）中Cu元素的化合價是+1價．
（2）冶煉過程中產生的SO₂氣體如果直接排放到空氣中，會形成酸雨，請寫出SO₂在空氣中轉化形成硫酸型酸雨的反應方程式2SO₂+O₂?2SO₃、SO₃+H₂O═H₂SO₄，或SO₂+H₂O?H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄．
（3）過程I中產生的煙氣除了含有SO₂氣體，還含有少量CO₂氣體．
①檢驗煙氣中的CO₂氣體需先將SO₂氣體除去．為保證CO₂氣體的檢驗，除去SO₂氣體可選用的試劑是B（填序號）．
A．NaOH溶液B．KMnO₄酸性溶液
②將過程I產生的煙氣通入一定量的NaOH溶液中，得到的溶液顯中性，其中包括的離子及濃度如下所示（其他離子忽略不計）：

所含離子	Na+	HCO3-	CO32-	SO32-	HSO3-
濃度mol/L		0.005	0.01	0.05	0.2

則c（Na⁺）=0.325mol/L．

Answer 1

分析 （1）金屬硫化物中S元素常見負化合價為-2價，根據化合價代數和為零可確定銅的化合價；
（2）SO₂在空氣中轉化形成硫酸型酸雨，有兩種途徑：一種是SO₂在空氣中的飄塵做催化劑的作用下被氧氣氧化為SO₃，再溶于水生成硫酸；另一種是SO₂溶于水生成亞硫酸，再被空氣中的氧氣氧化成硫酸；
（3）①要除去二氧化碳中的二氧化硫，通常用高錳酸鉀氧化二氧化硫，而不用氫氧化鈉吸收，因為氫氧化鈉也能與二氧化碳反應；
②得到的溶液顯中性，有c（H⁺）=c（OH^-），根據溶液中陰、陽離子所帶電荷相等有c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺），據此可計算出c（Na⁺）．

解答 解：（1）金屬硫化物中S元素常見負化合價為-2價，根據化合價代數和為零可知Cu₂S中銅的化合價為+1價，
故答案為：+1；
（2）硫酸型酸雨形成過程有兩種途徑：一種是SO₂在空氣中的飄塵做催化劑的作用下被氧氣氧化為SO₃，2SO₂+O₂?2SO₃，溶于水生成硫酸，SO₃+H₂O═H₂SO₄；另一種是SO₂溶于水生成亞硫酸，SO₂+H₂O?H₂SO₃；再被空氣中的氧氣氧化成硫酸，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄，
故答案為：2SO₂+O₂?2SO₃、SO₃+H₂O═H₂SO₄；或SO₂+H₂O?H₂SO₃，2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（3）①要除去二氧化碳中的二氧化硫，通常用高錳酸鉀氧化二氧化硫，而不用氫氧化鈉吸收，因為氫氧化鈉也能與二氧化碳反應，故選B；
②得到的溶液顯中性，有c（H⁺）=c（OH^-），根據溶液中陰、陽離子所帶電荷相等有c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺），所以c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）=（0.005+0.01×2+0.05×2+0.2）mol/L=0.325mol/L，
故答案為：0.325．

點評 本題主要考查的是元素化合價、硫的元素及化合物質知識、電荷守恒等，難度有大，答題時注意守恒思想的應用，要熟記常見元素及化合物的性質．