Question

15．硫和硒（Se）、磷（Te）為同主族元素，在生產、生活中有著廣泛用途．
Ⅰ、SO₂、CO₂轉化利用是凈化環境，造福人類的有效途徑，一種用電化學原理，將SO₂、CO₂轉化成用途廣泛的化工產品H₂SO₄和CH₃OH，其裝置如圖所示：

（1）該裝置的工作原理是原電池；（填“原電池”或“電解池”）
（2）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，則通入H₂-極為負；
（3）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則A極的電極反應式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺．
Ⅱ、硒是地殼中稀有元素，工業上硒鼓廢料（主要成分：硒、碲、碳、銅、鐵合金）回收精煉硒的一種工藝流程如下：

已知：

物理性質	熔點	沸點	升華	溶解性
SeO2	340℃	684℃	315℃	易溶于水
TeO2	733℃	1260℃	450℃	易溶于水

（1）硒的最高價氧化物對應水化合物化學式：H₂SeO₄；
（2）廢氣主要成分是CO₂；
（3）步驟④的反應方程式：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O；步驟⑥的反應方程式：2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
（4）根據表中數據，步驟⑤中分離SeO₂和TeO₂的最佳方案是升華，將溫度控制在315℃到450℃之間．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）裝置圖分析可知該裝置是原電池反應；
（2）H₂失去電子，故H₂的一極為負極；
（3）SO₂在負極失去電子轉化為SO₄^2-，故其電極反應為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
Ⅱ、硒鼓廢料（主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金）在空氣中燃燒生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化銅等，500℃時SeO₂與TeO₂均為氣體，冷卻，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亞硒酸，廢渣II為TeO₂，亞硒酸受熱分解生成二氧化硒，及少量TeO₂，升華分離得純凈的二氧化硒，再加亞硫酸溶液還原得到Se單質；
（1）Se的最高正價為+6價，最高價氧化物對應水化物為酸；
（2）硒鼓廢料（主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金）在空氣中燃燒生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化銅等，500℃時SeO₂與TeO₂均為氣體，冷卻得到SeO₂與TeO₂固體；
（3）SeO₂與水反應生成亞硒酸，亞硒酸受熱分解；亞硫酸與二氧化硒反應生成硒和硫酸；
（4）根據SeO₂易升華來分析．

解答 解：Ⅰ、（1）裝置圖分析可知該裝置是原電池反應，是化學能轉化為電能的裝置，故答案為：原電池；
（2）H₂失去電子，故H₂的一極為負極，故答案為：負；
（3）SO₂在負極失去電子轉化為SO₄^2-，故其電極反應為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；
Ⅱ、硒鼓廢料（主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金）在空氣中燃燒生成二Ⅱ、氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化銅等，500℃時SeO₂與TeO₂均為氣體，冷卻，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亞硒酸，廢渣II為TeO₂，亞硒酸受熱分解生成二氧化硒，及少量TeO₂，升華分離得純凈的二氧化硒，再加亞硫酸溶液還原得到Se單質；
（1）Se的最高正價為+6價，最高價氧化物對應水化物為酸，化學式為H₂SeO₄，故答案為：H₂SeO₄；
（2）硒鼓廢料（主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金）在空氣中燃燒生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化銅等，500℃時SeO₂與TeO₂均為氣體，冷卻得到SeO₂與TeO₂固體，廢氣為二氧化碳，故答案為：CO₂；
（3）硒鼓廢料（主要成分硒、碲、碳、銅和鐵合金）在空氣中燃燒生成二氧化碳、二氧化硒、二氧化碲、氧化銅等，500℃時SeO₂與TeO₂均為氣體，冷卻，加水SeO₂溶解，酸性溶液主要是亞硒酸，廢渣II為TeO₂，亞硒酸受熱分解生成二氧化硒，反應④的化學方程式為：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O，升華分離得純凈的二氧化硒，再加亞硫酸溶液還原得到Se單質，反應⑥的化學方程式為：2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
故答案為：H₂SeO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂+H₂O；2H₂SO₃+SeO₂=Se+2H₂SO₄；
（4）由表格中數據可知，SeO₂在315℃以上易升華，TiO₂在450℃以上升華，所以控制溫度在315℃到450℃之間，使SeO₂升華分離；
故答案為：升華，將溫度控制在315℃到450℃之間．

點評 本題考查了工藝流程圖，主要考查了物質的分離、提純等實驗操作，及有關的化學反應，題目難度中等，注意把握重要非金屬元素單質及其化合物的性質．