Question

1．氯化亞銅（CuCl）廣泛用于化工、印染、有機合成等行業(yè)．CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化．以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術生產(chǎn)氯化亞銅的工藝過程如下：

回答下列問題：
（1）步驟①中N元素被還原為最低價，則Cu溶解的化學方程式為4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O，溶解溫度應控制在60～70℃，原因是溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解．
（2）寫出步驟③中主要反應的離子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺．（NH₄）₂SO₃要適當過量，目的有：保證Cu²⁺的還原速率，防止CuCl被空氣氧化．已知NH₄Cl、Cu²⁺的物質的量之比[$\frac{n（N{H}_{4}Cl）}{n（C{u}^{2+}）}$]與Cu²⁺沉淀率的關系如圖所示，當氯化銨用量增加到一定程度后氯化亞銅的沉淀率減少，原因是生成的氯化亞銅又溶解于氯化銨溶液中．

（3）步驟⑥加入乙醇洗滌的目的是醇洗有利于加快去除CuCl表面水，分防止其水解氧化．

Answer 1

分析 酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應生成CuCl，發(fā)生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化，步驟②、④、⑤、⑧都要進行固液分離，根據(jù)混合的水溶性進行分離，沒有發(fā)生化學變化，可用離心機以及框式壓濾機，以得到濾餅，醇洗可快速除去固體表面的水分、防止水解，烘干得到CuCl，以此來解答該題．

解答 解：酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應生成CuCl，發(fā)生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅．
（1）步驟①中由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO₄，反應為4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O；溶解溫度應控制在60-70℃，原因是溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解，
故答案為：4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O；溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解；
（2）步驟③中銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應生成CuCl，發(fā)生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，（NH₄）₂SO₃要適當過量，目的有：保證Cu²⁺的還原速率，防止CuCl被空氣氧化；當氯化銨用量增加到一定程度后氯化亞銅的沉淀率減少，原因是生成的氯化亞銅又溶解于氯化銨溶液中，
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺；防止CuCl被空氣氧化；生成的氯化亞銅又溶解于氯化銨溶液中；
（3）步驟⑥為醇洗，因乙醇沸點低，易揮發(fā)，則用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化，
故答案為：醇洗有利于加快去除CuCl表面水，分防止其水解氧化．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握物質的性質以及反應流程，題目難度中等，注意習題中信息應用．