Question

【题目】氯化亚铜(CuCl)可用于冶金、电镀等行业，其制备的一种工艺流程如下：

I．溶解：取海绵铜(主要含Cu和CuO)，加入稀硫酸和NH4NO3的混合溶液，控制溶液温度在60~70℃，不断搅拌至固体全部溶解，得蓝色溶液(过程中无气体产生)；

II．转化：向蓝色溶液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl，充分反应后过滤，得到CuCl粗品；

III．洗涤：CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗涤，烘干后得到CuCl产品。

（资料）CuCl固体难溶于水，与Cl-反应生成可溶于水的络离子[CuCl2]-；潮湿的CuCl固体露置于空气容易被氧化。

(1)过程I中：

①本工艺中促进海绵铜溶解的措施有________。

②氧化铜溶解的离子方程式是________。

③充分反应后NH4+的浓度约为反应前的2倍，原因是________。

(2)过程II中：

①(NH4)2SO3的作用是_________。

②NH4Cl的用量对铜的沉淀率的影响如下图所示。

n(NH4Cl)/n(Cu2+)1.1时，CuCl的沉淀率下降的原因是________(用离子方程式表示)。

(3)过程III中，用乙醇洗涤的目的是________。

(4)产品纯度测定：量取CuCl产品a g于锥形瓶中，加入足量的酸性Fe2(SO4)3溶液使其充分溶解，然后用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定Fe2+，消耗KMnO4溶液b mL。(本实验中的MnO4-被还原为Mn2+，不与产品中杂质和Cl-反应)。

①CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的离子方程式是_________。

②产品中CuCl(摩尔质量为99g/mol)的质量分数为_________。

Answer 1

【答案】控制温度在60~70℃、不断搅拌 CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O NO3-几乎全部被还原为NH4+ 还原剂 CuCl + Cl- = [CuCl2]- 去除CuCl固体表面的水，防止其被空气氧化 CuCl + Fe3+ = Cu2+ + Fe2++ Cl-

【解析】

I．溶解：溶解步骤的温度应控制在60～70℃，原因是温度低溶解速率慢，温度过高NH4NO3易分解，该步骤中Cu与NH4NO3反应的离子方程式为（N元素被还原到最低价）4Cu+NO3－+10H＋=4Cu2＋+NH4＋+3H2O；

II．转化：发生反应的离子方程式为2Cu2＋+SO32－+2Cl－+H2O═2CuCl↓+SO42－+2H＋；过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸；

III．洗涤：CuCl粗品依次用pH=2硫酸和乙醇洗涤，去除CuCl固体表面的水，防止其被空气氧化，烘干后得到CuCl产品。

（1）①温度低溶解速率慢，温度过高NH4NO3易分解，本工艺中促进海绵铜溶解的措施有控制温度在60~70℃、不断搅拌。故答案为：控制温度在60~70℃、不断搅拌；

②氧化铜是碱性氧化物，与酸反应生成铜盐和水，氧化铜溶解的离子方程式是CuO + 2H+= Cu2++ H2O。故答案为：CuO + 2H+= Cu2++ H2O；

③充分反应后NH4+的浓度约为反应前的2倍，原因是：发生4Cu+NO3－+10H＋=4Cu2＋+NH4＋+3H2O反应，NO3-几乎全部被还原为NH4+。故答案为：NO3-几乎全部被还原为NH4+；

（2）①根据发生的反应;2Cu2＋+SO32－+2Cl－+H2O═2CuCl↓+SO42－+2H＋，(NH4)2SO3的作用是还原剂。故答案为：还原剂；

②n(NH4Cl)：n(Cu2+)1.1时，Cl-浓度增大，与CuCl络合生成可溶的络合物，CuCl的沉淀率下降的原因是CuCl + Cl- = [CuCl2]-。故答案为：CuCl + Cl- = [CuCl2]-；

（3）过程III中，用乙醇洗涤的目的是去除CuCl固体表面的水，防止其被空气氧化。 故答案为：去除CuCl固体表面的水，防止其被空气氧化；

（4）①铁离子具有氧化性，能将CuCl氧化，CuCl溶于Fe2(SO4)3溶液的离子方程式是CuCl + Fe3+= Cu2++ Fe2++ Cl-。故答案为：CuCl + Fe3+= Cu2++ Fe2++ Cl-；

②根据电子守恒得关系式：5CuCl~5e-~KMnO4，产品中CuCl(摩尔质量为99g/mol)的质量分数为= == 。故答案为：。