Question

自然界中化合态硫主要以FeS₂（黄铁矿）、CuFeS₂（黄铜矿）等矿物形式存在．用黄铜矿炼铜的总反应为：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂

高温  .

2Cu+2FeSiO₃+4SO₂．
（1）该反应中

 

元素被还原，如果在反应中生成1molCu，转移电子数为

 

（用N_A表示阿伏加德罗常数）．
（2）上述产生的SO₂是一种大气污染物，不能直接排放到大气中，目前工业上常用的处理方法有多种．
I、用氨水将SO₂转化为NH₄HSO₃，再氧化成（NH₄）₂SO₄
①写出上述转化中生成NH₄HSO₃的化学方程式

 

（用一个方程式表示）若想提高该过程中SO₂的除去速率，可采取的措施为

 

（填序号）
A．增大氨水浓度           
B．升高反应温度
C．使气体与氨水充分接触    
D．通入空气使HSO₃^-转化为SO₄^2-
②25℃时0．lmol?L^-1（NH₄）₂SO₄溶液的pH=5，其原因是

 

（用离子方程式表示），若水解常数用K_b表示，则该溶液中铵根离子的水解常数K_b约为

 

．
Ⅱ、“钠碱法”：用NaOH溶液作吸收剂吸收SO₂
③当n（NaOH）：n（SO₂）=

 

时，吸收SO₂的成本最低，所得吸收液中各离子浓度大小关系是

 

，向吸收液中加入NaOH可得到

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,化学反应速率的影响因素,盐类水解的原理,离子浓度大小的比较,含硫物质的性质及综合应用

专题：

分析：（1）反应2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂

高温  .

2Cu+2FeSiO₃+4SO₂中，Cu、O元素化合价降低，S元素升高；
（2）①用氨水将SO₂转化为NH₄HSO₃，若想提高该过程中SO₂的除去速率，可增大浓度和接触表面积；
②（NH₄）₂SO₄为强酸弱碱盐，水解呈酸性；
③当n（NaOH）：n（SO₂）=1时，吸收SO₂的成本最低，此时生成NaHSO₃，可与氢氧化钠反应生成Na₂SO₃．

解答： 解：（1）反应2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂

高温  .

2Cu+2FeSiO₃+4SO₂中，Cu、O元素化合价降低，S元素升高，由方程式可知，反应中只有S元素化合价升高，由-2价升高到+4价，如果在反应中生成1molCu，则有1mol参加反应CuFeS₂，转移电子数为12N_A，
故答案为：Cu、O；12N_A；
（2）①用氨水将SO₂转化为NH₄HSO₃，反应的化学方程式为SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃，
若想提高该过程中SO₂的除去速率，可增大浓度和接触表面积，升高反应温度反而使氨气挥发，反应速率减小，
故答案为：SO₂+NH₃+H₂O=NH₄HSO₃；AC；
②（NH₄）₂SO₄为强酸弱碱盐，水解呈酸性，离子放出为NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，
25℃时0．lmol?L^-1（NH₄）₂SO₄溶液的pH=5，则c（H⁺）=1×10^-5mol/L，
K_b≈

(1×10-5)2

2×0.1

=5×10^-10，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；5×10^-10；
③当n（NaOH）：n（SO₂）=1：1时，吸收SO₂的成本最低，此时生成NaHSO₃，NaHSO₃溶液呈酸性，离子浓度大小为c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），NaHSO₃可与氢氧化钠反应生成Na₂SO₃，
故答案为：1：1；（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；Na₂SO₃．

点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应、弱电解质的电离以及盐类的水解等知识，为高考常见题型，注意把握解答问题的角度以及相关知识的积累，难度中等．