Question

20．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl难溶于水，可溶于氯离子浓度较大的体系．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的工艺过程如图1：

回答下列问题：
（1）步骤①溶解温度应控制在60～70℃，原因是温度低溶解速率慢，温度过高铵盐分解．
（2）写出步骤 ③中反应生成CuCl的离子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．已知NH₄Cl、Cu²⁺的物质的量之比[$\frac{n（N{H}_{4}Cl）}{n（C{u}^{2+}）}$]与Cu²⁺沉淀率的关系如图2所示，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，其可能的原因是生成的CuCl又溶解于氯化铵溶液中．
（3）氯化亚铜的纯度测定：称取样品0.50g置于预先放入玻璃珠50粒和10ml过量的FeCl₃溶液250ml的锥形瓶中，不断摇动，玻璃珠的作用是加速样品溶解．待样品溶解后，立即用物质的量浓度为0.05mol•L^-1的K₂Cr₂O₇溶液与之完全反应，一共用去K₂Cr₂O₇溶液 16.00ml．试计算CuCl纯度（写出计算过程）．
已知：
CuCl+Fe³⁺=Cu²⁺+Fe²⁺+Cl^-
6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的产品CuCl，经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，烘干得到氯化亚铜，据此分析．

解答 解：酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸铜，过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，烘干得到氯化亚铜．
（1）溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解；
故答案为：温度低溶解速率慢，温度过高铵盐分解；
（2）步骤③中铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中；
故答案为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；生成的CuCl又溶解于氯化铵溶液中；
（3）不断摇动玻璃珠的目的是加速样品的溶解；
故答案为：加速样品溶解；
n（Cr₂O₇^2-）=0.05mol•L^-1×1.6×10^-2L=8×10^-4mol
6CuCl--------------------------Cr₂O₇^2-
6                     1
n （CuCl）               8×10^-4mol
n （CuCl）=4.8×10^-3mol
ω（CuCl）=$\frac{4.8×1{0}^{-3}mol×99.5g/mol}{0.5g}×100%$=95.52%；
答：CuCl纯度为95.52%．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及反应流程，题目难度中等，注意习题中信息应用．