Question

【题目】氧化亚铜(Cu2O)是船舶防污剂的首选，可利用印刷电路板酸性蚀刻液(CuCl42-、Cl-、H+)和碱性蚀刻液[Cu(NH3)42+、NH4+、NH3、Cl-]来制备，工艺流程如下：

已知：强酸条件下，2Cu+==Cu+Cu2+

(1)不同pH下“混合沉淀”实验结果见下表。由表可知，pH应控制在______左右。

pH	4.00	4.50	5.40	6.20	6.50	7.00	8.00	8.50
废液含铜量/g.L-1	19.5	2.4	2.0	0.3	0.2	2.0	8.3	17.0

(2)“混合沉淀”中废液的主要成分为______________(填化学式)

(3)“控温脱硫”生成Cu2O的离子方程式为_________；该过程产生的SO2经_____(填化学式)处理后生成可循环物质Na2SO3。

(4)“控温脱硫”过程中温度对Cu2O的产率影响及SO2在水中溶解度随温度变化如图所示:

下列说法正确的是_____

a.在60℃以下，温度越高，SO2越易逸出，有利于提高生产中硫原子利用率

b.反应温度的变化是影响Cu2O产率的主要因素

c.结合工业生产实际，温度应控制在溶液呈沸腾状态

d.低温时，Cu2O产率较低与SO2低温时的溶解度较大有关

(5)检验Cu2O是否洗涤干净的方法是______________________________。

(6)某工厂用V1，L含铜量120g·L-1的酸性蚀刻液和V2L含铜量160g·L-1的碱性蚀刻液制备Cu2O，最终得到产品mg，产率为____%。

Answer 1

【答案】 6.50 NH4Cl 2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑ NaOH（写成 Na2CO3 或 NaHCO3 均给分 ） acd 取最后一次洗涤液少许，加入 BaCl2 溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗净 20m/(27V1 + 36V2)

【解析】本题考查的是物质的制备实验方案的设计，难度较大。

(1)根据表中数据分析pH在6.50左右废液中含铜量最少。(2)从酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的成分分析，二者混合后废液的主要成分为氯化铵；(3)铜离子和亚硫酸根离子反应生成氧化亚铜和硫酸根离子和二氧化硫，离子方程式为：2Cu2+ + 3SO32- ＝ Cu2O↓ + SO42- + 2SO2↑；二氧化硫与 NaOH或 Na2CO3 或 NaHCO3 都可以生成亚硫酸钠。 (4) a.在60℃以下，温度越高，SO2越易逸出，反应不断正向进行，有利于提高生产中硫原子利用率，故正确；b.从图分析，在60度以后温度对二氧化硫的影响不大，因此反应温度的变化不是影响Cu2O产率的主要因素，故错误；c.结合工业生产实际，温度高有利于生成氧化亚铜，因此温度控制在溶液呈沸腾状态有利于脱硫，故正确；d.低温时，二氧化硫不能及时逸出，使氧化亚铜的产率降低，因此Cu2O产率较低与SO2低温时的溶解度较大有关，故正确，故答案为：acd； (5). 反应过程中生成硫酸根离子，所以检验洗涤液是否含有硫酸根离子即可，实验方法为取最后一次洗涤液少许，加入 BaCl2 溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗净； (6) 用V1，L含铜量120g·L-1的酸性蚀刻液和V2L含铜量160g·L-1的碱性蚀刻液含铜的质量为（V1 ×120+V2×160）g，则生成的氧化亚铜的质量为，产率为×100%= 20m/(27V1 + 36V2)%。