Question

1．氯化亚铜（CuCl）广泛用于化工、印染、有机合成等行业．CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺过程如下：

回答下列问题：
（1）步骤①中N元素被还原为最低价，则Cu溶解的化学方程式为4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O，溶解温度应控制在60～70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解．
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺．（NH₄）₂SO₃要适当过量，目的有：保证Cu²⁺的还原速率，防止CuCl被空气氧化．已知NH₄Cl、Cu²⁺的物质的量之比[$\frac{n（N{H}_{4}Cl）}{n（C{u}^{2+}）}$]与Cu²⁺沉淀率的关系如图所示，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中．

（3）步骤⑥加入乙醇洗涤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 酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离，根据混合的水溶性进行分离，没有发生化学变化，可用离心机以及框式压滤机，以得到滤饼，醇洗可快速除去固体表面的水分、防止水解，烘干得到CuCl，以此来解答该题．

解答 解：酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，烘干得到氯化亚铜．
（1）步骤①中由于酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO₄，反应为4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O；溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解，
故答案为：4Cu+NH₄NO₃+5H₂SO₄=4CuSO₄+（NH₄）₂SO₄+3H₂O；温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解；
（2）步骤③中铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，（NH₄）₂SO₃要适当过量，目的有：保证Cu²⁺的还原速率，防止CuCl被空气氧化；当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中，
故答案为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺；防止CuCl被空气氧化；生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中；
（3）步骤⑥为醇洗，因乙醇沸点低，易挥发，则用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，
故答案为：醇洗有利于加快去除CuCl表面水，分防止其水解氧化．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及反应流程，题目难度中等，注意习题中信息应用．