Question

【題目】氯化亞銅是一種重要的化工產(chǎn)品，廣泛用于顏料、電鍍和有機合成等方面。它不溶于H2SO4和醇，微溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水，在潮濕空氣中易水解且被氧化成綠色的堿式氯化銅[Cu(OH)C1]。以海綿銅(主要成分是Cu，還含少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）為了提高“溶解”速率，工業(yè)生產(chǎn)中宜采用的措施有__(答兩條即可)。

（2）寫出“溶解”過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式：__。

（3）“過濾2”所得濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作獲得一種化學肥料，它的主要成分是__(填化學式)。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中，用pH=2的硫酸洗滌“產(chǎn)品”，其目的是__。

（5）氯化亞銅產(chǎn)率與溫度、溶液pH的關(guān)系如圖所示。據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過程中，溫度過低會影響CuCl產(chǎn)率的原因是__；溫度過高、pH過大也會影響CuCl產(chǎn)率的原因是__。

（6）目前利用膜電解再生氨性含銅蝕刻廢液制備氯化亞銅的技術(shù)獲得突破。首先在電解槽中電解氨性含銅蝕刻廢液，電解后向陰極液中加入鹽酸酸化，再倒入蒸餾水稀釋得到氯化亞銅沉淀。電解裝置如圖所示，陰極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為__，陽極區(qū)溶液的pH將__(填“變大”或“變小”)。

Answer 1

【答案】適當加熱，適當增大硫酸濃度 3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O (NH4)2SO4 抑制CuCl的水解 溫度過低反應(yīng)速率慢 Cu2+容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化[或銨鹽(如氯化銨、亞硫酸銨)受熱易分解] Cu(NH3)42++e-+2H2O=Cu(NH3)2++2NH3·H2O 變小

【解析】

海綿銅加入硫酸和硝酸銨溶解得到溶液主要是硫酸銅，硫酸銨等，加入亞硫酸銨還原硫酸銅、加入氯化銨，生成氯化亞銅，發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4，過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸，以此解答該題。

(1) 從影響反應(yīng)速率的因素角度分析，反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，或者適當升高反應(yīng)液的溫度，適當增大硫酸的濃度等也可以增大“溶解”速率；

(2) 在酸性條件下硝酸根離子能氧化銅，還原產(chǎn)物為NO，對應(yīng)的離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；

(3) 亞硫酸銨被溶液中的CuSO4氧化成硫酸銨，Cu2+被還原成CuCl，對應(yīng)的化學方程式為2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O═2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4；

(4)CuCl是強酸弱堿鹽，易水解，用硫酸洗滌氯化亞銅，避免氯化亞銅水解；

(5) 流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過程中，溫度過低反應(yīng)速率慢，CuCl產(chǎn)率低；溫度過高、pH過大，Cu2+容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過高，銨鹽(如氯化銨、亞硫酸銨)受熱易分解；

(6) 根據(jù)電解裝置，陰極得電子，其電極反應(yīng)式為[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3H2O；陽極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-═O2↑+2H2O，溶液的pH將變小。