Question

4．氯化亞銅（CuCl）是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔點422℃，沸點1366℃，在空氣中迅速被氧化成綠色，常用作有機合成工業(yè)中的催化劑．以粗鹽水（含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)）．Cu、稀硫酸，SO₂等為原料合成CuCl的工藝如下：

（1）反應I中加BaCl₂溶液的作用是沉淀硫酸根離子，步驟①②不能交換，原因是過量的Ba²⁺無法除去．
（2）我國主要采用煅燒硫鐵礦制取二氧化硫，其化學方程式為4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，將二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)槿�氧化硫的設備名稱為接觸室．
（3）反應V的化學方程式為2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O．
（4）反應VI的離子方程式為2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
（5）反應VI后，過濾得到CuCl沉淀，用無水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機內(nèi)于70℃干燥2小時，冷卻，密封包裝即得產(chǎn)品．于70℃真空干燥的目的是加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化．
（6）320g銅經(jīng)反應V和反應VI制CuCl，若反應V中銅的轉(zhuǎn)化率為90%，反應VI中硫酸銅的損失率為5%，可得到95%的CuCl的質(zhì)量為447.75g（保留小數(shù)點后兩位）．

Answer 1

分析 由流程分析，粗鹽水加入過量氯化鋇沉淀硫酸根離子，加入過量氫氧化鈉沉淀鎂離子，最后加入碳酸鈉沉淀過量的鋇離子、鈣離子，過濾后加入鹽酸除去過量的碳酸鈉，得到較純凈的氯化鈉溶液，電解得到氫氧化鈉溶液，氫氣和氯氣，利用生成的氯氣和過量銅反應生成氯化亞銅；也可以利用銅、氧氣、稀硫酸反應生成硫酸銅通入二氧化硫還原得到氯化亞銅，
（1）粗鹽提純中加入氯化鋇溶液時沉淀硫酸根離子，步驟①②不能交換，否則加入過量的氯化鋇溶液中鋇離子不能除去；
（2）煅燒硫鐵礦制取二氧化硫，二硫化亞鐵和氧氣反應生成氧化鐵和二氧化硫，工業(yè)制備硫酸的過程中將二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)槿�氧化硫的設備名稱為接觸室；
（3）依據(jù)流程分析反應Ⅴ是銅和氧氣，稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
（4）二氧化硫和硫酸銅之間可以發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞銅沉淀；
（5）乙醇和水易揮發(fā)，CuCl具有還原性，可以被空氣氧化；
（6）依據(jù)反應過程中銅元素守恒計算．

解答 解：（1）反應I中加BaCl₂溶液的作用是沉淀硫酸根離子，步驟①②不能交換，原因是過量的Ba²⁺無法除去，
故答案為：沉淀硫酸根離子；過量的Ba²⁺無法除去；
（2）煅燒硫鐵礦制取二氧化硫，二硫化亞鐵和氧氣反應生成氧化鐵和二氧化硫，反應的化學方程式為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂，工業(yè)制備硫酸的過程中將二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)槿�氧化硫的設備名稱為接觸室，
故答案為：4FeS₂+11O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+8SO₂；接觸室；
（3）流程分析反應Ⅴ是銅和氧氣，稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；
（4）二氧化硫和硫酸銅之間可以發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞銅沉淀，即2CuSO₄+2NaCl+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2NaHSO₄+H₂SO₄或2CuSO₄+2NaCl+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+Na₂SO₄+2H₂SO₄，反應的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-，
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（5）CuCl沉淀，用無水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機內(nèi)于70℃干燥2小時，這樣可以加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化，
故答案為：加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化；
（6）2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-，反應過程中依據(jù)銅元素守恒計算，320g銅經(jīng)反應V和反應VI制CuCl，若反應V中銅的轉(zhuǎn)化率為90%，反應VI中硫酸銅的損失率為5%，可得到95%的CuCl的質(zhì)量=$\frac{320g×90%×（1-5%）}{64g/mol×95%}×99.5g/mol$=447.75g，
故答案為：447.75g．

點評 本題涉及物質(zhì)的分離和提純的方法以及操作、化學方程式書寫與技術等方面的知識，注意知識的遷移和應用是解題的關鍵，題目難度中等．