Question

【題目】氯化亞銅（CuCl）廣泛用于化工、印染、有機(jī)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(shù)生產(chǎn)氯化亞銅的工藝過程如下圖所示。

回答下列問題：

（1）CuCl中Cu元素在周期表中的位置為___________。

（2）步驟①中N元素被還原為最低價(jià)，則Cu溶解的離子方程式為________。溶解溫度應(yīng)控制在60~70℃，原因是______________。

（3）寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式________。(NH4)2SO3要適當(dāng)過量，目的有：保證Cu2+的還原速率，__________。已知NH4Cl、Cu2+的物質(zhì)的量之比與Cu2+沉淀率的關(guān)系如圖所示，當(dāng)氯化銨用量增加到一定濃度后氯化亞銅的沉淀率減少，原因是________。

（4）步驟⑥加入乙醇洗滌的目的是__________。

（5）氯化亞銅的定量分析：

①稱取樣品0.250g和10mL過量的FeCl3溶液于250mL錐形瓶中，充分溶解；

②用0.100mol·L－1硫酸鈰[Ce(SO4)2]標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。

三次平衡實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表（平衡實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不能超過1%）：

平衡實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
0.250g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）	24.35	24.05	23.95

則樣品中CuCl的純度為_______（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】 第四周期第IB族 4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O 溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解 2Cu2++SO32－+2Cl－+H2O=2CuCl↓+SO42－+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 醇洗有利于加快除去CuCl表面的水分，防止其水解氧化 95.5%

【解析】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(yīng)生成CuCl，發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+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）CuCl中Cu元素在周期表中的位置為第四周期第IB族，故答案為：第四周期第IB族；

（2）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(yīng)為4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+（NH4）2SO4+3H2O，離子方程式為4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O。溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解，因此溶解溫度應(yīng)控制在60~70℃，故答案為：4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O；溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解；

（3）步驟③中銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，（NH4）2SO3要適當(dāng)過量，目的有：保證Cu2+的還原速率，防止CuCl被空氣氧化；當(dāng)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++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+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；

（4）步驟⑥加入乙醇洗滌，因乙醇沸點(diǎn)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：醇洗有利于加快除去CuCl表面的水分，防止其水解氧化；

（5）根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)及平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不能超過1%，體積為24.35mL，誤差大舍去，滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為24.00mL，結(jié)合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，CuCl的純度為24×10-3L×0.1 molL-1×99.5gmol-1÷0.25g×100%=95.5%；故答案為：95.5%。