Question

【題目】氯化亞銅(CuCl)可用于冶金、電鍍等行業，其制備的一種工藝流程如下：

I．溶解：取海綿銅(主要含Cu和CuO)，加入稀硫酸和NH4NO3的混合溶液，控制溶液溫度在60~70℃，不斷攪拌至固體全部溶解，得藍色溶液(過程中無氣體產生)；

II．轉化：向藍色溶液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl，充分反應后過濾，得到CuCl粗品；

III．洗滌：CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗滌，烘干后得到CuCl產品。

（資料）CuCl固體難溶于水，與Cl-反應生成可溶于水的絡離子[CuCl2]-；潮濕的CuCl固體露置于空氣容易被氧化。

(1)過程I中：

①本工藝中促進海綿銅溶解的措施有________。

②氧化銅溶解的離子方程式是________。

③充分反應后NH4+的濃度約為反應前的2倍，原因是________。

(2)過程II中：

①(NH4)2SO3的作用是_________。

②NH4Cl的用量對銅的沉淀率的影響如下圖所示。

n(NH4Cl)/n(Cu2+)1.1時，CuCl的沉淀率下降的原因是________(用離子方程式表示)。

(3)過程III中，用乙醇洗滌的目的是________。

(4)產品純度測定：量取CuCl產品a g于錐形瓶中，加入足量的酸性Fe2(SO4)3溶液使其充分溶解，然后用0.1000 mol/L KMnO4標準溶液滴定Fe2+，消耗KMnO4溶液b mL。(本實驗中的MnO4-被還原為Mn2+，不與產品中雜質和Cl-反應)。

①CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的離子方程式是_________。

②產品中CuCl(摩爾質量為99g/mol)的質量分數為_________。

Answer 1

【答案】控制溫度在60~70℃、不斷攪拌 CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O NO3-幾乎全部被還原為NH4+ 還原劑 CuCl + Cl- = [CuCl2]- 去除CuCl固體表面的水，防止其被空氣氧化 CuCl + Fe3+ = Cu2+ + Fe2++ Cl-

【解析】

I．溶解：溶解步驟的溫度應控制在60～70℃，原因是溫度低溶解速率慢，溫度過高NH4NO3易分解，該步驟中Cu與NH4NO3反應的離子方程式為（N元素被還原到最低價）4Cu+NO3－+10H＋=4Cu2＋+NH4＋+3H2O；

II．轉化：發生反應的離子方程式為2Cu2＋+SO32－+2Cl－+H2O═2CuCl↓+SO42－+2H＋；過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸；

III．洗滌：CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗滌，去除CuCl固體表面的水，防止其被空氣氧化，烘干后得到CuCl產品。

（1）①溫度低溶解速率慢，溫度過高NH4NO3易分解，本工藝中促進海綿銅溶解的措施有控制溫度在60~70℃、不斷攪拌。故答案為：控制溫度在60~70℃、不斷攪拌；

②氧化銅是堿性氧化物，與酸反應生成銅鹽和水，氧化銅溶解的離子方程式是CuO + 2H+= Cu2++ H2O。故答案為：CuO + 2H+= Cu2++ H2O；

③充分反應后NH4+的濃度約為反應前的2倍，原因是：發生4Cu+NO3－+10H＋=4Cu2＋+NH4＋+3H2O反應，NO3-幾乎全部被還原為NH4+。故答案為：NO3-幾乎全部被還原為NH4+；

（2）①根據發生的反應;2Cu2＋+SO32－+2Cl－+H2O═2CuCl↓+SO42－+2H＋，(NH4)2SO3的作用是還原劑。故答案為：還原劑；

②n(NH4Cl)：n(Cu2+)1.1時，Cl-濃度增大，與CuCl絡合生成可溶的絡合物，CuCl的沉淀率下降的原因是CuCl + Cl- = [CuCl2]-。故答案為：CuCl + Cl- = [CuCl2]-；

（3）過程III中，用乙醇洗滌的目的是去除CuCl固體表面的水，防止其被空氣氧化。 故答案為：去除CuCl固體表面的水，防止其被空氣氧化；

（4）①鐵離子具有氧化性，能將CuCl氧化，CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的離子方程式是CuCl + Fe3+= Cu2++ Fe2++ Cl-。故答案為：CuCl + Fe3+= Cu2++ Fe2++ Cl-；

②根據電子守恒得關系式：5CuCl~5e-~KMnO4，產品中CuCl(摩爾質量為99g/mol)的質量分數為= == 。故答案為：。