Question

10．氯化亞銅（CuCl）廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業(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CuCl 的工藝過程如下：
回答下列問題：

（1）步驟①中真正的氧化劑是HNO₃，溶解溫度應控制在60-70 度，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是2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺．
（3）步驟⑧是分離濾液和洗滌液操作，實驗室里混有雜質NaCl 的（NH4）2SO4 固體提純的方法是重結晶法．
（4）上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化．
（5）步驟②、④、⑤、⑧都要進行固液分離．工業(yè)上常用的固液分離設備有AC（填字母）．
A、離心機B、分餾塔C、框式壓濾機D、反應釜
（6）準確稱取所制備的氯化亞銅樣品mg，將其置于過量的FeCl₃ 溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量
稀硫酸，用a mol/L 的K₂Cr₂O₇ 溶液滴定到終點，消耗K₂Cr₂O₇ 溶液bmL，反應中Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，樣品中CuCl 的質量分數為$\frac{0.597ab}{m}$．

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，氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe³⁺+CuCl═Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-，加入K₂Cr₂O₇溶液，發(fā)生6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，結合關系式解答該題．

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經硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅，
（1）由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO₄或Cu²⁺，步驟①中真正的氧化劑是HNO₃，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：HNO₃；溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解；
（2）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⁺，
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺；
（3）由于氯化鈉的溶解度受溫度影響較小，而（NH₄）₂SO₄ 的溶解度受溫度影響較大，實驗室里混有雜質NaCl 的（NH₄）₂SO₄ 固體提純的方法是重結晶法，
故答案為：重結晶法；
（4）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；
（5）步驟②、④、⑤、⑧都要進行固液分離，根據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，
故答案為：AC；
（6）氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe³⁺+CuCl═Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-，加入K₂Cr₂O₇溶液，發(fā)生6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
反應的關系式為6CuCl～6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，
             6                1
             n                ab×10^-3mol
n=6ab×10^-3mol，
m（CuCl）=99.5g/mol×6ab×10^-3mol=0.597abg，
則樣品中CuCl的質量分數為$\frac{0.597ab}{m}$，
故答案為：$\frac{0.597ab}{m}$．

點評 本題考查學生閱讀獲取信息的能力、常用化學用語、氧化還原滴定的應用等，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，注意把握物質的性質以及反應流程，難度中等，注意（6）中利用關系式的計算．