Question

【題目】氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、印染等行業。以硫化銅精礦為原料生產CuCl的工藝如圖：

已知CuCl難溶于醇和水，溶于c(Cl-)較大的體系[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，潮濕空氣中易水解氧化。

（1）“氧化酸浸”前先將銅礦粉碎的目的是__。該過程生成藍色溶液和淺黃色沉淀，則反應的化學反應方程式為__；

（2）“溶解”時所用硫酸濃度為0.3mol·L-1，配制1L此硫酸溶液，需要98%、1.84g·mL-1濃硫酸__mL（保留1位小數）。溶解時反應的離子方程式__；

（3）“反應”時，Cu+的沉淀率與加入的NH4Cl的量關系如圖所示。

①反應的氧化產物是___，n(氧化劑)：n(還原劑)=___；

②比較c(Cu+)相對大小：A點___C點（填“>”、“<”或“=”）。

③提高處于C點狀態的混合物中Cu+沉淀率措施是___；

（4）“過濾”所得濾液中溶質主要成分的化學式為__；

（5）不能用硝酸代替硫酸進行“酸洗”，理由是__。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快酸浸速率，提高Cu的浸出率等 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O 16.3 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O SO42-或(NH4)2SO4 2：1 > 加水稀釋 (NH4)2SO4 HNO3具有強氧化性會把CuCl氧化

【解析】

利用H2O2在酸性條件下將CuS中的-2價S元素氧化成S單質，同時釋放Cu2+，經過系列處理得到Cu單質，然后利用NO3-在酸性條件下的強氧化性將Cu氧化成Cu2+，接下來用SO32-將Cu2+還原成Cu+，同時利用Cl-將Cu+沉淀生成CuCl，用稀硫酸洗去CuCl表面的(NH4+)2SO4等雜質，接下來用醇洗去表面的硫酸分子，而醇本身易揮發而除去，得到干燥的CuCl，據此回答。

（1）工藝流程前，一般將固體礦物粉碎，目的是增大礦物與酸的解除面積，一方面可以加快反應速率，另一方面使礦物中的CuS盡可能轉化，提高浸取率；根據程生成藍色溶液和淺黃色沉淀可知，本反應生成了CuSO4和S，發生了CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，故答案為：增大接觸面積，加快酸浸速率，提高Cu的浸出率等；CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O；

（2）根據c=得，濃硫酸濃度==18.4mol·L-1，根據C1V1=C2V2得：18.4mol·L-1V=0.3mol·L-1×1L，解得V≈16.3mL；根據反應物為NH4NO3和硫酸，可知，利用NO3-在酸性條件下的氧化性將Cu氧化溶解，發生的反應為Cu和稀硝酸反應，故離子方程式為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案為：16.3；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（3）①流程可知，“反應”利用SO32-將Cu2+還原成Cu+，SO32-自身被Cu2+被氧化成SO42-，SO42-為氧化產物；SO32-被氧化S化合價由+4升高到+6，升高了2，每個Cu2+被還原，化合價從+2降低到+1，降低了1，根據氧化還原反應中化合價升高總數=化合價降低總數得，所以Cu2+和SO32-的物質的量之比為2:1，即氧化劑：還原劑=2:1；故答案為：SO42-或(NH4)2SO4；2:1；

②B點之前Cu+和Cl-形成CuCl沉淀，B點時建立了CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq),B點之后，Cl-濃度增大，有一部分CuCl溶解[CuCl(s)+Cl-CuCl2-],由CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq)可知，CuCl雖然被溶解了一部分，但是平衡并沒有發生移動，所以C點和B點Cu2+的濃度是相等的，由于B點之前CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq)平衡一直向左移動，所以B點的Cu2+的濃度小于A點，綜上所述答案為：>；

③既然B點之后是由于發生了CuCl(s)+Cl-CuCl2-使沉淀減少了，所以我們可以減小Cl-濃度，具體做法是反其道而行之，加適量水稀釋，所以答案為：加水稀釋；

（4）由上可知，“過濾”所得濾液中溶質主要成分為(NH4)2SO4，所以答案為：(NH4)2SO4；

（5）硝酸有強氧化性，將CuCl氧化，所以不能用硝酸代替硫酸進行“酸洗”，故答案為：HNO3具有強氧化性會把CuCl氧化。