Question

【题目】以硫化铜精矿为原料生产CuCl的工艺过程如下：

已知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，海绵铜中含少量CuO等。

（1）经测定氧化酸浸过程有单质S生成，写出此过程中的化学方程式_____________

（2）步骤①中得到的氧化产物是____________，溶解温度应控制在60—70℃，原因是_____________。

（3）写出步骤③中主要反应的离子方程式_____________。

（4）步骤③先加NH4Cl、再加入亚硫酸铵时无沉淀，加水稀释就产生大量臼色沉淀，其原因_____________。

（5）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_____________(写名称)。

（6）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是_____________。

（7）上述浓缩液中含有Iˉ、CIˉ等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中中为_____________。(已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(AgI)=8.5×10-17)

Answer 1

【答案】2CuS+2H2SO4+O2=2CuSO4+2S+2H2OCuSO4或Cu2+温度低溶解速度慢,温度过高铵盐分解2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+步骤3先加NH4Cl，氯离子浓度较大，产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系；氯化亚铜难溶于水，所以加水稀释就产生大量白色沉淀硫酸醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化4.72×10-7

【解析】

（1）由题意知氧化酸浸过程有单质S、CuSO4和H2O生成，所以此反应的化学方程式2CuS+2H2SO4+O2=2CuSO4+2S+2H2O。

（2）由于酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，可氧化Cu生成CuSO4或Cu2+。溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度太低溶解速度慢，温度过高铵盐分解。故答案为：CuSO4或Cu2+；温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解。

（3）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，发生反应的离子方程式为：2Cu2++ SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+ SO42-+2H+。答案： 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+。

（4）CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系。所以步骤3先加NH4Cl，氯离子浓度较大，产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系；氯化亚铜难溶于水，所以加水稀释就产生大量白色沉淀。

（5）因为在潮湿空气中CuCl易水解、氧化，为了防止CuCl溶解氧化引入新杂质，所以应加入硫酸，不能加入硝酸等氧化性酸，因为CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，所以也不能加入盐酸。答案：硫酸。

（6）步骤⑥为醇洗，因乙醇沸点低，易挥发， CuCl又难溶于醇，所以用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止CuCl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。

（7）根据沉淀溶解平衡常数：溶液中=[c(Ag+)/c(Ag+）)]= Ksp(AgI)/ Ksp(AgCl) =(8.5×10-17) / (1.8×10-10)= 4.72×10-7答案：4.72×10-7。