题目内容
5．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl是白色固体，难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．以硫化铜精矿为原料生产CuCl的工艺过程如下：
回答下列问题：
（1）CuS精矿经250℃低温焙烧后生成CuO，步骤②中主要反应的离子方程式是CuO+2H+═Cu2++H2O．
（2）步骤③先加NaCl、通入SO2时无沉淀，加水稀释就产生大量白色沉淀，其原因是CuCl可溶于氯离子浓度较大的体系，难溶于水．
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是硫酸（写名称）；步骤⑥醇洗的作用是快速去除CuCl表面的水分，防止其水解氧化．
（4）已知25℃，101 kPa时：S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-296.8 kJ/mol
2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）△H=-314.6 kJ/mol
Cu（s）+S（s）═CuS（s）△H=-53.1 kJ/mol
步骤①中CuS与O2反应的热化学方程式是2CuS（s）+3O2（g）═2CuO（s）+2SO2（g）△H=-802.0kJ/mol．
（5）CuS晶胞结构如图所示，其中含有硫原子的数目是2．
（6）假设上述①～③步反应完全转化，④～⑦步操作共损失产品3.5%，反应生成的硫酸全部被循环利用，则生产100 kg 96.5%的CuCl（Mr=99.0）产品，除循环利用之外，需要处理的尾气中含SO211.3m3（标准状况）．
分析 CuS精矿在空气中焙烧生成氧化铜和二氧化硫，用硫酸酸浸，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，在硫酸铜溶液加入氯化钠再通入二氧化硫，生成氯化亚铜和硫酸铜、硫酸，过滤后滤液回收，氯化亚铜经水洗、醇洗、干燥得CuCl产品，
（1）步骤②中主要反应是氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
（2）步骤③先加NaCl，氯离子浓度较大，产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系，难溶于水，所以加水稀释就产生大量白色沉淀；
（3）氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系，所以酸洗只能用硫酸不能用盐酸，用乙醇洗涤能快速去除CuCl表面的水分，防止其水解氧化；
（4）反应①S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-296.8 kJ/mol，②2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）△H=-314.6 kJ/mol，③Cu（s）+S（s）═CuS（s）△H=-53.1 kJ/mol，根据盖斯定律，将①×2+②-③×2可得CuS与O2反应的热化学方程式；
（5）根据均摊法，位于60°角顶点的原子属于该晶胞的为$\frac{1}{12}$，位于120°角顶点的原子属于该晶胞的为$\frac{1}{6}$，根据CuS晶胞结构图可知，还有一个硫原子位于晶胞体内，据此答题；
（6）根据④～⑦步操作共损失产品3.5%可知，生产100 kg 96.5%的CuCl，则反应③中产生的CuCl的质量为$\frac{100Kg×96.5%}{1-3.5%}$=100 kg，根据反应2CuS+3O2═2CuO+2SO2、2CuO+SO2+2NaCl=2CuCl+Na2SO4，可知每生成1molCuCl，会产生1mol二氧化硫需要处理，据此计算．
解答 解：CuS精矿在空气中焙烧生成氧化铜和二氧化硫，用硫酸酸浸，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，在硫酸铜溶液加入氯化钠再通入二氧化硫，生成氯化亚铜和硫酸铜、硫酸，过滤后滤液回收，氯化亚铜经水洗、醇洗、干燥得CuCl产品，
（1）步骤②中主要反应是氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的离子方程式为CuO+2H+═Cu2++H2O，
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O；
（2）步骤③先加NaCl，氯离子浓度较大，产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系，难溶于水，所以加水稀释就产生大量白色沉淀，
故答案为：CuCl可溶于氯离子浓度较大的体系，难溶于水；
（3）氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系，所以酸洗只能用硫酸不能用盐酸，用乙醇洗涤能快速去除CuCl表面的水分，防止其水解氧化，
故答案为：硫酸；快速去除CuCl表面的水分，防止其水解氧化；
（4）反应①S（s）+O2（g）═SO2（g）△H=-296.8 kJ/mol，②2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）△H=-314.6 kJ/mol，③Cu（s）+S（s）═CuS（s）△H=-53.1 kJ/mol，根据盖斯定律，将①×2+②-③×2可得CuS与O2反应的热化学方程式为2CuS（s）+3O2（g）═2CuO（s）+2SO2（g）△H=-802.0 kJ/mol，
故答案为：2CuS（s）+3O2（g）═2CuO（s）+2SO2（g）△H=-802.0 kJ/mol；
（5）根据均摊法，位于60°角顶点的原子属于该晶胞的为$\frac{1}{12}$，位于120°角顶点的原子属于该晶胞的为$\frac{1}{6}$，根据CuS晶胞结构图可知，还有一个硫原子位于晶胞体内，所以晶胞中含有硫原子的数目是为$\frac{1}{12}$×4+$\frac{1}{6}$×4+1=2，
故答案为：2；
（6）根据④～⑦步操作共损失产品3.5%可知，生产100 kg 96.5%的CuCl，则反应③中产生的CuCl的质量为$\frac{100Kg×96.5%}{1-3.5%}$=100 kg，根据反应2CuS+3O2═2CuO+2SO2、2CuO+SO2+2NaCl=2CuCl+Na2SO4，可知每生成1molCuCl，会产生0.5mol二氧化硫需要处理，所以生产100 kg 96.5%的CuCl产品，需要处理的尾气中含SO2的体积为$\frac{100000}{99}×22.4$×0.5L=11.3m3，
故答案为：11.3．
点评 本题考查学生阅读获取信息的能力、常用化学用语、晶胞的分析、化学计算的应用等，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握物质的性质以及反应流程，难度中等，注意（6）中利用两个方程式进行的计算．
小学教材全测系列答案| A． | 遇酚酞变红的溶液中：Na+、Cl-、Ba2+、CH3COO- | |
| B． | 常温下Kw/c（H+）=1×10-13mol/L的溶液中：SO42-、Fe2+、ClO-、NH4+ | |
| C． | 水电离出的c（H+）=10-10mol/L的溶液中：Na+、K+、Cl-、HCO3- | |
| D． | 0.5mol/LAlCl3溶液中可能大量存在：Ca2+、AlO2-、K+、CO32- |
| A． | SO2溶于水，其水溶液能导电，说明SO2是电解质 | |
| B． | 向纯水中加入盐酸或金属钠都能使水的电离平衡逆向移动，水的离子积不变 | |
| C． | 向氯水中加入NaHCO3 （固体）可使溶液中c（HClO）增大 | |
| D． | 室温下，将浓度为0.1 mol•L-1 HF溶液加水稀释，其电离平衡常数和 c（H+）/c（HF）均不变 |
| A． | 向KCl溶液中滴加几滴酚酞试液，溶液颜色变红 | |
| B． | 向KI溶液中通入适量Cl2后，溶液颜色变深 | |
| C． | 溴水与NaCl溶液混合时，会发生置换反应 | |
| D． | NaCl溶液在空气中会被氧化，故需要密封保存 |
| A． | 除去氯化钠溶液中的泥沙--蒸发结晶 | |
| B． | 分离水和乙醇--蒸馏 | |
| C． | 用四氯化碳提取溴水中的溴单质--萃取 | |
| D． | 分离汽油和水--分液 |
| A． | 在船舶的外壳装上铜块可防止其发生电化学腐蚀 | |
| B． | FeCl3溶液和Fe2（SO4）3溶液加热蒸干、灼烧都得到Fe2O3 | |
| C． | MnO2、FeCl3和CuSO4都可加快H2O2的分解速率 | |
| D． | 用惰性电极分别电解CuCl2溶液和MgCl2溶液分别得到单质Cu和Mg |