Question

【题目】氯化亚铜(CuC1)在化工、印染、电镀等行业应用广泛。CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl－浓度较大的溶液，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CuC1的工艺过程如图所示：

回答下列问题：

(1)步骤①中N元素被还原为最低价，写出此反应的离子方程式___________。

(2)步骤②中，亚硫酸铵要略保持过量，原因是___________，滤液中可循环利用的物质是___________。

(3)步骤⑤中，醇洗的目的是______________________。

(4)常用K2Cr2O7溶液测定氯化亚铜样品纯度(假设杂质不参与反应)，步骤如下：准确称取所制备的氯化亚铜样品10.00g，将其置于过量的FeCl2溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸配成100mL溶液，取溶液10.00mL用0.1000mol·L K2Cr2O7溶液进行滴定，反应中Cr2O72－被还原成Cr3+，相关数据记录如下表所示：

实验编号	1	2	3
消耗K2Cr2O7溶液的体积/mL	14.98	16.03	15.02

该样品中CuCl的质量分数___________。(保留4位有效数字)

(5)制造印刷电路板产生的废液中含大量[Cu(NH3)4]2+等离子，利用膜电解技术对此废液进行电解，电解装置如下图所示。电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl，电解时阴极的电极反应式为___________，生成CuCl的离子方程式为______________________。

Answer 1

【答案】4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O 使Cu2+反应完全，阻止生成的CuCl被氧气氧化 硫酸 有利于除去CuCl表面的水分，防止CuCl表面被氧化 89.55% [Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O [Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl↓+2NH4+

【解析】

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++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+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，烘干得到CuCl，以此来解答该题。

(1)步骤①中N元素被还原为最低价，应生成铵根离子，离子反应为4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O；

(2)步骤②中，亚硫酸铵要略保持过量，可使Cu2+完全反应，阻止生成的CuCl被氧化，滤液中可循环利用的物质是硫酸；

(3)步骤⑤为醇洗，因乙醇沸点低，易挥发，则用乙醇洗涤，可快速除去CuCl固体表面的水分，防止水解、氧化；

(4)氯化亚铜与氯化铁发生Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液，发生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，反应的关系式为6CuCl～6Fe2+～Cr2O72-，第二次实验误差较大，可舍去，K2Cr2O7溶液的体积为15mL，则n(K2Cr2O7)=0.1000mol/L×0.015L=1.5×10-3mol，由关系式可知10mL样品中n(CuCl)=9×10-3mol，则10.00g样品中m(CuCl)=9×10-3mol××99.5g/mol=8.955g，则含量为×100%=89.55%；

(5)阴极发生还原反应，[Cu(NH3)4]2+得电子生成[Cu(NH3)2]+，反应的电极反应式为[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3H2O，生成CuCl的离子方程式为[Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl+2NH4+。