Question

【題目】氧化亞銅(Cu2O)是船舶防污劑的首選，可利用印刷電路板酸性蝕刻液(CuCl42-、Cl-、H+)和堿性蝕刻液[Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-]來制備，工藝流程如下：

已知：強酸條件下，2Cu+==Cu+Cu2+

(1)不同pH下“混合沉淀”實驗結果見下表。由表可知，pH應控制在______左右。

pH	4.00	4.50	5.40	6.20	6.50	7.00	8.00	8.50
廢液含銅量/g.L-1	19.5	2.4	2.0	0.3	0.2	2.0	8.3	17.0

(2)“混合沉淀”中廢液的主要成分為______________(填化學式)

(3)“控溫脫硫”生成Cu2O的離子方程式為_________；該過程產生的SO2經_____(填化學式)處理后生成可循環物質Na2SO3。

(4)“控溫脫硫”過程中溫度對Cu2O的產率影響及SO2在水中溶解度隨溫度變化如圖所示:

下列說法正確的是_____

a.在60℃以下，溫度越高，SO2越易逸出，有利于提高生產中硫原子利用率

b.反應溫度的變化是影響Cu2O產率的主要因素

c.結合工業生產實際，溫度應控制在溶液呈沸騰狀態

d.低溫時，Cu2O產率較低與SO2低溫時的溶解度較大有關

(5)檢驗Cu2O是否洗滌干凈的方法是______________________________。

(6)某工廠用V1，L含銅量120g·L-1的酸性蝕刻液和V2L含銅量160g·L-1的堿性蝕刻液制備Cu2O，最終得到產品mg，產率為____%。

Answer 1

【答案】 6.50 NH4Cl 2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑ NaOH（寫成 Na2CO3 或 NaHCO3 均給分 ） acd 取最后一次洗滌液少許，加入 BaCl2 溶液，若無白色沉淀生成，則已經洗凈 20m/(27V1 + 36V2)

【解析】本題考查的是物質的制備實驗方案的設計，難度較大。

(1)根據表中數據分析pH在6.50左右廢液中含銅量最少。(2)從酸性蝕刻液和堿性蝕刻液的成分分析，二者混合后廢液的主要成分為氯化銨；(3)銅離子和亞硫酸根離子反應生成氧化亞銅和硫酸根離子和二氧化硫，離子方程式為：2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑；二氧化硫與 NaOH或 Na2CO3 或 NaHCO3 都可以生成亞硫酸鈉。 (4) a.在60℃以下，溫度越高，SO2越易逸出，反應不斷正向進行，有利于提高生產中硫原子利用率，故正確；b.從圖分析，在60度以后溫度對二氧化硫的影響不大，因此反應溫度的變化不是影響Cu2O產率的主要因素，故錯誤；c.結合工業生產實際，溫度高有利于生成氧化亞銅，因此溫度控制在溶液呈沸騰狀態有利于脫硫，故正確；d.低溫時，二氧化硫不能及時逸出，使氧化亞銅的產率降低，因此Cu2O產率較低與SO2低溫時的溶解度較大有關，故正確，故答案為：acd； (5). 反應過程中生成硫酸根離子，所以檢驗洗滌液是否含有硫酸根離子即可，實驗方法為取最后一次洗滌液少許，加入 BaCl2 溶液，若無白色沉淀生成，則已經洗凈； (6) 用V1，L含銅量120g·L-1的酸性蝕刻液和V2L含銅量160g·L-1的堿性蝕刻液含銅的質量為（V1 ×120+V2×160）g，則生成的氧化亞銅的質量為，產率為×100%= 20m/(27V1 + 36V2)%。