Question

【题目】氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和杀菌剂。以硫化铜精矿为原料生产CuCl的工艺如下：

已知CuCl难溶于醇和水，溶于c(Cl-)较大的体系[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，潮湿空气中易水解氧化。

（1）步骤1开始前需要对硫化铜精矿进行粉碎，目的是______；

（2）步骤1是“氧化酸浸”的过程，该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，化学方程式是__________________________________；

（3）步骤2是溶解过程，溶解时反应的离子方程式______；

（4）步骤3为主反应，Cu+的沉淀率与加入的NH4Cl的量关系如图所示。

①反应的氧化产物是______；

②比较c(Cu+)相对大小：A点______C点（填“>”、“<”或“=”）；

③提高C点状态混合物中Cu+沉淀率的措施是______；

（5）步骤4进行的实验操作是______；

（6）洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”，理由是______。

Answer 1

【答案】增大接触面积、加快反应速率、提高铜的浸出速率等合理性答案 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O SO42- 或(NH4)2SO4 > 加水稀释 过滤 HNO3具有强氧化性会把CuCl氧化

【解析】

H2O2在酸性条件下将CuS中的S2-氧化生成S单质，其反应方程式为：CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，CuSO4被还原生成Cu单质；利用NO3-在酸性条件下具有强氧化性，可氧化Cu单质生成Cu2+，然后过滤，滤液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl发生氧化还原反应生成CuCl，其离子反应方程式为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，得到的CuCl经硫酸酸洗后再用乙醇洗涤，烘干得到CuCl。

（1）“氧化酸浸”前先将铜矿粉碎的目的是增大接触面积，加快酸浸速率，提高铜的浸出率等，故答案为：增大接触面积、加快反应速率、提高铜的浸出速率等合理性答案。

（2）该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，说明生成硫酸铜和硫单质，H2O2在酸性条件下将CuS中的S2-氧化生成S单质，其反应的化学反应方程式为CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，故答案为：CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O。

（3）“溶解”过程中，利用NO3-在酸性条件下具有强氧化性，可氧化Cu单质生成Cu2+，离子反应方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++

2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O ，故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 。

（4）①涉及反应为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，反应中S元素化合价由+4价升高为+6价，被氧化，氧化产物为SO42-或(NH4)2SO4，故答案为：SO42- 或(NH4)2SO4。

②B点之前Cu+与Cl-形成CuCl的沉淀，B点时建立了CuCl(s) Cu+(aq)+Cl-(aq)，B点之后，c(Cl-)增大，部分CuCl(s)溶解，[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，但是平衡没移动，所以C点和B点的c(Cu+)相等，由于B点之前，CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq)平衡向右移动，所以A点c(Cu+)大于B点，则A点c(Cu+)大于C点，故答案为：>。

③B点之后，c(Cl-)增大，部分CuCl(s)溶解，发生[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，沉淀减少，所以提高C点状态混合物中Cu+沉淀率，可以加水稀释，减少c(Cl-)，故答案为：加水稀释。

（5）步骤4是固液分离，所以进行的实验操作是过滤，故答案为：过滤。

（6）硝酸具有强氧化性，可氧化CuCl，则不能用硝酸代替硫酸，故答案为：HNO3具有强氧化性会把CuCl氧化。