Question

【题目】氯化亚铜(CuCl，白色、易被氧化，Ksp=1.2×10-6)广泛用作催化剂、脱臭剂、脱色剂等。工业上用初级铜矿粉(主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等)制备活性CuCl的流程如下：

(1)反应Ⅰ中Cu2S参与反应的化学方程式为：Cu2S+MnO2 + H2SO4→CuSO4 +S+MnSO4 + H2O(未配平)；滤渣Ⅰ成分是：__________。

(2)除Mn2+时得MnCO3沉淀，该反应的离子方程式为_________________________。

(3)已知：Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。

Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH－。蒸氨条件及蒸氨效果见下表：

序号	温度/℃	时间/min	压强/KPa	残液颜色
a	110	60	101.3	浅蓝色
b	100	40	74.6	几乎很浅
c	90	30	60.0	无色透明

由表中信息可知蒸氨的条件应选_______(填序号)，请用平衡移动原理解释选择该条件的原因是________________________________。

(4)反应Ⅱ的离子方程式___________________________。

(5)实验证明通过如图装置也可获得CuCl，现象为

阴极：产生无色气体；

阳极：有白色胶状沉淀生成且逐渐增多；

U形管底部：靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀。

①生成CuCl的电极反应式为________________________________。

②有同学提出：淡黄色沉淀可能是CuOH，以下是从资料中查阅到CuOH的有关信息，哪些不能支持该同学的说法________。(填序号)

a．容易脱水变成红色的Cu2O

b．CuOH是黄色或淡黄色固体，不溶于水

c．CuOH的Ksp=2×10-15

d．易被氧化成Cu(OH)2

Answer 1

【答案】Fe(OH)3和S Mn2+ +HCO3-+NH3·H2O===MnCO3↓+NH4++H2O c 减小压强，平衡逆向移动，利于蒸氨 SO2 +2Cu2++2Cl+2H2O===2CuCl↓+SO42-+4H+ Cu-e+Cl===CuCl↓ ad

【解析】

以初级铜矿粉（主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等）制备氯化亚铜的路线为：在反应I中向铜矿粉中加入硫酸溶液、二氧化锰，发生氧化还原反应生成硫单质，二氧化锰被还原为二价锰离子留在溶液中，溶液中含有铜离子、铁离子；向溶液中加入氨水，沉淀铁离子为氢氧化亚铁，过滤，滤渣Ⅰ是Fe（OH）3和单质硫的混合物，然后滤液中加入碳酸氢铵除锰离子，二价锰离子转化为碳酸锰沉淀，然后蒸氨得到氢氧化铜沉淀，再用盐酸溶解CuO得到CuCl2，通入二氧化硫气体得到氯化亚铜沉淀，以此解答该题。

（1）由上述分析可知，滤渣I为Fe(OH)3和S；

（2）除Mn2+时加入氨水和NH4HCO3得MnCO3沉淀，反应的离子方程式为Mn2+ +HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH4++H2O；

（3）根据流程，蒸氨时[Cu(NH3)4]2+先变成Cu(OH)2，根据表中信息，c得到的残液颜色为无色透明，说明[Cu(NH3)4]2+转化率很大，蒸氨的条件应选c。选择该条件的原因是：减小压强，平衡Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-逆向移动，利于蒸氨；

（4）反应II为向CuCl2溶液中通入SO2制得CuCl，CuCl2被还原成CuCl，SO2被氧化成SO42-，反应的化学方程式为2CuCl2+SO2+2H2O=== 2CuCl↓+H2SO4+2HCl，反应II的离子方程式为SO2 +2Cu2++2Cl+2H2O===2CuCl↓+SO42-+4H+；

（5）①在电解池中阳极发生失电子的氧化反应，根据装置图，阳极Cu失电子生成CuCl，生成CuCl的电极反应式为Cu-e+Cl===CuCl↓；

②靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀，淡黄色沉淀可能是CuOH（题中有信息说明CuOH是黄色或淡黄色固体，不溶于水）电解时阴极电极反应式为2H2O+2e===H2↑+2OH，阴极区溶液呈碱性，Ksp(CuCl)=1.2×106＞Ksp(CuOH)=2×1015，CuOH的溶解度小于CuCl，在阴极区CuCl转化为更难溶的CuOH；故b和c可以支持该同学的说法。无论是氢氧化亚铜分解为红色的氧化亚铜，还是氧化为蓝色的氢氧化铜，由于在实验过程中没有观察到相应的现象，故不能支持该同学的说法，答案选ad。