Question

6．氯化亞銅（CuCl）廣泛應(yīng)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(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如圖：

回答下列問題：
（1）寫出“溶解”過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O（N元素被還原到最低價）：無，溶解溫度應(yīng)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，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1．
（3）步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是硫酸 （寫名稱），回收的主要物質(zhì)是（NH₄）₂SO₄ （寫化學(xué)式）
（4）上述工藝中，步驟⑥醇洗的作用是醇洗有利于加快除去CuCl表面水分防止其水解氧化．
（5）稱取2.000g CuCl樣品（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），溶于一定量的0.5000mol/L  FeCl₃溶液中，加水稀釋至200mL得到溶于，取20.00mL用0.1000mol/L的Ce（SO₄）₂溶液滴定到終點(diǎn)，消耗20.00mL Ce（SO₄）₂有關(guān)反應(yīng)式：Fe³⁺+CuCl═Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-   Ce⁴⁺+Fe²⁺═Fe³⁺+Ce³⁺，則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)99.50%．

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(yīng)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(jìn)行固液分離，根據(jù)混合的水溶性進(jìn)行分離，沒有發(fā)生化學(xué)變化，可用離心機(jī)以及框式壓濾機(jī)，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：（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，離子反應(yīng)為4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；溶解溫度應(yīng)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+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解；
（2）步驟③中反應(yīng)為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⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，其中氧化劑為銅離子，還原劑為亞硫酸銨，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1；
故答案為：2：1；
（3）由流程可知，經(jīng)酸洗、水洗后得到硫酸銨，則應(yīng)加入硫酸，為防止CuCl溶解，不能加入硝酸等氧化性酸，也不能加入鹽酸，防止引入新雜質(zhì)；由流程圖可知，硫酸銨回收可循環(huán)使用；
故答案為：硫酸；（NH₄）₂SO₄；
（4）步驟⑥為醇洗，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表面水分防止其水解氧化；
（5）Fe³⁺+CuCl=Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-，Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺可得到Ce⁴⁺～Fe²⁺～CuCl，n（Ce⁴⁺）=0.1000mol•L^-1×0.02L=0.002mol，則2.000g樣品中含有n（CuCl）=10×0.002mol=0.02mol，質(zhì)量m（CuCl）=0.02mol×99.5g/mol=1.99g，因此樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.99g}{2.000g}$×100%=99.50%；
故答案為：99.50%．

點(diǎn)評 考查學(xué)生閱讀獲取信息的能力、常用化學(xué)用語、氧化還原滴定的應(yīng)用等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗?zāi)芰�和計算能力的考查，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及反應(yīng)流程，難度中等，注意（6）中利用關(guān)系式的計算．