Question

4．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业，它不溶于H₂SO₄、HNO₃和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜（Cu₂（OH）₃Cl）．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CuCl的工艺过程如下：

（1）写出溶解过程中发生的氧化还原反应的离子方程式：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．
（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装．70℃真空干燥、密封包装的原因是加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿空气中水解氧化．
（4）从第二次过滤后的滤液中可回收的主要物质是（NH₄）₂SO₄ （或者（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄）（写化学式）．
（5）已知CuOH不稳定，易分解为Cu₂O，298K时，CuOH的K_sp=1.0×10^-14，CuCl的K_sp=1.2×10^-6，把CuCl固体和NaOH溶液混合，加热，得到红色沉淀，该沉淀的化学式为Cu₂O．
（6）以碳棒为电极电解CuCl₂溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓．

Answer 1

分析 海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、加入氯化铵氯化发生反应2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸，结合相关物质的性质以及题目要求解答该题．

解答 解：海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、加入氯化铵氯化发生反应2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸，
（1）铜和硝酸根离子反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）还原步骤发生反应的离子方程式为2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，故答案为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（3）70℃真空干燥、密封包装的原因是加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿空气中水解氧化，故答案为：加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿空气中水解氧化；
（4）由以上分析可知第二次过滤的滤液主要是硫酸铵和硫酸，故答案为：（NH₄）₂SO₄ （或者（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄）；       
（5）根据题意知，氯化亚铜的溶度积大于氢氧化亚铜的溶度积，溶度积大的物质向溶度积小的物质转化，所以把CuCl固体和NaOH溶液混合，氯化亚铜和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铜，加热时，氢氧化亚铜分解生成氧化亚铜沉淀．
故答案为：Cu₂O；
（6）以碳棒为电极电解CuCl₂溶液也可得到CuCl，铜离子在阴极发生还原反应生成CuCl，反应的电极方程式为Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓，故答案为：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓．

点评 本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中的反应、物质的性质、离子反应的书写等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．