Question

硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

（1）某科研小组用SO₂为原料制取硫酸．

①利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．请写出该电池的负极的电极反应式______________。

②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸．电解原理示意图如图1所示．电解时阳极区会产生气体，产生气体的原因是____________。

（2）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如图2：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应是______________。

②用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是______________。

（3）氢化亚铜是一种红色固体，可由硫酸铜为原理制备4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O=4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄

①该反应中氧化剂是______________(写化学式)。

②该反应每生成1molCuH，转移的电子物质的量为______________。

（4）硫酸铜晶体常用来制取波尔多液，加热时可以制备无水硫酸铜．右图是硫酸铜晶体受热分解图示。请写出A→B的方程式______________。

Answer

（1）①SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；②在阳极区HSO3-放电生成H+，H+与HSO3-反应产生SO2；

（2）①SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+；②HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行．

（3）①CuSO4、H2O；②3mol；

（4）CuSO4·3H2OCuSO4·H2O+H2O

【解析】

试题分析：（1）①该原电池中，负极上失电子被氧化，二氧化硫到硫酸，硫的化合价升高，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，所以负极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，故答案为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+；

②电解池中阳极和电源正极相连，失去电子，发生氧化反应，电解NaHSO3溶液可制得硫酸，硫的化合价升高，所以阳极是HSO3-溶液失去电子被氧化生成SO42-，则阳极电极反应式是：HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+，生成的H+与HSO3-反应产生SO2；故答案为：在阳极区HSO3-放电生成H+，H+与HSO3-反应产生SO2；

（2）①从流程图可知，在反应器中，I2氧化SO2，生成硫酸和HI，反应方程式为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+，故答案为：SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+；

②HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，降低生成物浓度，有利于反应正向进行，故答案为：HI分解为可逆反应，及时分离出产物H2，有利于反应正向进行．

（3）①从反应4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4分析，Cu从+2价变成+1，H从+1价变成-1价，P从+1价变成+5价，还原剂化合价升高，故该反应的还原剂是H3PO2，故答案为：H3PO2；

②Cu从+2价变成+1，4molCu得到4mol电子，H从+1价变成-1价，4mol-1价的H得到8mol电子，共得电子12mol，即每生成4molCuH转移电子12mol，所以每生成1molCuH，转移电子3mol电子，故答案为：3mol；

（4）CuSO4•5H2O受热分解过程中首先逐步失去结晶水，最后硫酸铜分解生成氧化铜等。假设原来晶体的物质的量为1mol，即质量为250g，逐步失去结晶水后剩余固体质量与原晶体质量的比分别为：CuSO4•4H2O：×100%=92.8%，CuSO4•3H2O：×100%=85.6%，CuSO4•2H2O：×100%=78.4%，CuSO4•H2O：×100%=71.2%，CuSO4：×100%=64%，根据图像可知，A为CuSO4•3H2O，B为CuSO4•H2O，A→B的方程式为CuSO4·3H2OCuSO4·H2O+H2O，故答案为：CuSO4·3H2OCuSO4·H2O+H2O。

考点：考查了含硫物质的性质及综合应用；化学方程式的有关计算；氧化还原反应；化学平衡的影响因素；电解原理的相关知识。