Question

【题目】一种以NH4Cl酸性蚀铜废液[含NH4Cl、Cu(NH3)4Cl2、CuCl、CuSO4及盐酸等]为原料制备CuCl并回收Cu(OH)2的工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)“反应1”中，NaCl、Cu、CuSO4反应的离子方程式为____；生产中常将“过滤1”的滤渣返回到“反应1”中，其目的是______。

(2)“水解”步骤中，加入大量水稀释即可析出CuCl，原因是 ____________(结合离子方程式，从平衡角度分析)。

(3)湿的CuCl在空气中易被氧化为Cu2(OH)3Cl，该反应的化学方程式为____；“洗涤”时稀盐酸和乙醇洗涤的目的是______________ 。

(4)“反应2”需加入的试剂X是 ___；“吹脱”出来的NH3可用于生产碳铵化肥，主要反应的化学方程式为 ______ 。

(5)测定产品中CuCl质量分数的步骤如下：称取ag产品，加入稍过量的FeCl3溶液，待溶解后用邻非罗啉作指示剂，立刻用c mol/L的Ce(SO4)2标准溶液滴定到终点，消耗标准溶液VmL。则产品中CuCl的质量分数为____(已知滴定反应为 Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，列出计算式)。

Answer 1

【答案】Cu+8Cl-+Cu2+=2CuCl43- 提高铜元素的利用率 uCl43-CuCl+3Cl-，稀释时平衡向粒子数增多的方向移动，即平衡右移 4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl(或12CuCl+3O2+6H2O=4Cu2(OH)3Cl+4CuCl2) 稀盐酸抑制其氧化和水解，用乙醇洗涤可以促使其快速干燥 氢氧化钠(或其他合理答案) CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 ×100%

【解析】

向废液中加入足量的铜和NaCl，将废液中的Cu2+转化为CuCl43-，过滤得到含有CuCl43-、SO42-、NH4+等离子的滤液，由于加入的铜足量，则滤渣中含有铜单质，向滤液中加入大量水稀释，使CuCl43-部分转化为CuCl晶体，对“水解”后的溶液过滤，分离出CuCl晶体，用盐酸和乙醇进行洗涤干燥，得到纯净的CuCl，向过滤后的溶液中加入足量氢氧化钠调节pH值，使剩余CuCl43-、NH4+分别转化为Cu(OH)2沉淀和一水合氨，过滤后可得Cu(OH)2，对滤液加热使一水合氨分解生成氨气并吹出，获得氨气，据此分析解答。

(1)“反应1”中，铜和NaCl，将废液中的铜离子转化为CuCl43-，离子方程式为Cu+8Cl-+Cu2+= 2CuCl43-；根据分析，滤渣中含有铜单质，生产中常将“过滤1”的滤渣返回到“反应1”中，可提高铜元素的利用率；

(2)“水解”步骤中，CuCl43-不稳定，可发生CuCl43-CuCl+3Cl-，加入大量水稀释，使溶液中离子浓度降低，促使平衡向粒子数增多的方向移动，即平衡右移，可析出CuCl；

(3)湿的CuCl在空气中易被氧化为Cu2(OH)3Cl，CuCl与水和氧气发生氧化还原反应，化学方程式为4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl(或12CuCl+3O2+6H2O=4Cu2(OH)3Cl+4CuCl2)；CuCl 不稳定易被氧化和水解，“洗涤”时稀盐酸可以防止CuCl氧化和水解，用乙醇洗涤可以使其快速干燥；

(4)根据分析，“反应2”需加入的试剂X是氢氧化钠；“吹脱”出来的NH3可用于生产碳铵化肥，碳铵化肥主要成分为碳酸氢铵，主要反应的化学方程式为CO2+NH3+H2O=NH4HCO3；

(5)CuCl加入稍过量的FeCl3溶液，三价铁具有氧化性可将亚铜氧化为2价铜，发生反应CuCl+Fe3+= Fe2++Cu2++Cl-，滴定时发生反应：Ce4++ Fe2+=Ce3++Fe3+，则转化关系为：CuCl～Fe2+～Ce4+～Ce(SO4)2，n(CuCl) = n[Ce(SO4)2]= cmol/L×V×10-3L=cV×10-3mol，则产品中CuCl的质量分数=×100%。