Question

【题目】氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。以某种铜矿粉(含Cu2S、CuS及FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如下：

已知：①CuS、Cu2S、FeS灼烧固体产物为Cu2O、FeO；

②Ksp(CuCl)=2×10-7，2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常数K1=1×106

回答下列问题：

（1）“灼烧”时，被还原的元素有____________(填元素符号)。

（2）“酸浸”所需H2SO4是用等体积的98%H2SO4和水混合而成。实验室配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有_______。“酸浸”时硫酸不宜过多的原因是__________________。

（3）“除杂”的总反应方程式是_____________________。

（4）“络合”反应中的NH3与NaHCO3理论比值是____________________。

（5）加热“蒸氨”在减压条件下进行的原因是________________。

（6）X可以充分利用流程中的产物，若X是SO2时，通入CuCl2溶液中反应的离子方程式是________________；若X是Cu时，反应Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常数K2=_________。

（7）以铜为阳极电解NaCl溶液也可得到CuCl，写出阳极电极反应式__________________。

Answer 1

【答案】 Cu 和O 量筒、烧杯 避免除杂时消耗过多的氨水 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ 5:1 减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ 2.5×107L3/moL3 Cu+Cl—e-=CuCl

【解析】（1）从流程过程看出，铜矿粉在空气中灼烧后生成二氧化硫气体和铜，硫元素被氧化，铜元素和氧元素被还原；正确答案：Cu 和O。

（2）配制酸浸所用的硫酸，由于98%H2SO4和水为等体积混合，因此分别用量筒量一定体积水放入烧杯中，再用量筒量取相同体积的98%H2SO4转移到烧杯中，混合搅拌；酸浸”时硫酸是用来溶解氧化铁，但是酸剩余的太多，后面反应中还要加入过多的氨水来中和硫酸；正确答案：量筒、烧杯；避免除杂时消耗过多的氨水。

（3）溶液中亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；除杂”的总反应方程式是2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ；正确答案： 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+。

（4）根据流程可知“络合”反应Cu2++HCO3-+5NH3= Cu(NH3)4CO3+NH4+，NH3与NaHCO3理论比值是5:1；正确答案：5:1。

（5）Cu(NH3)4CO3加热分解产生氨气，氨气易溶于水，因此减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 ；正确答案：减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出。

（6）SO2具有还原性，能够被铜离子氧化为硫酸根离子，本身还原为亚铜l离子，与氯离子结合生成CuCl沉淀，离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ ；根据2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常数K1=1×106可知：c(Cu)×c(Cu2+)/c2(Cu+)=1×106，c(Cu)×c(Cu2+)=106×c2(Cu+)；2CuCl=Cu+Cu2++2Cl-，K=c(Cu)×c(Cu2+)×c2(Cl-)=106 c2(Cu+)×c2(Cl-)=106×Ksp2(CuCl)= 106×（2×10-7）2=4×10-8；反应Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常数K2=1/ K=2.5×107L3/moL3；正确答案：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+； 2.5×107L3/moL3 。

（7）铜为阳极，首先失去1个电子，变为亚铜离子，然后亚铜离子与氯离子结合生成CuCl，阳极电极反应式Cu+Cl--e-=CuCl；正确答案：Cu+Cl--e-=CuCl。