Question

8．氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业．CuCl微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl^-浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化．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）溶解步骤的温度应控制在60～70℃，原因是温度低溶解速率慢，温度过高NH₄NO₃易分解．该步骤中Cu与NH₄NO₃反应的离子方程式为（N元素被还原到最低价）4Cu+NO₃^-+10H⁺═4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O．
（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⁺．
（3）滤液的主要成分为（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄（填化学式），洗净过滤所得固体应选用B（填序号）．
A．盐酸  B．硫酸  C．硝酸
（4）（NH₄）₂SO₃的用量与Cu²⁺沉淀率的关系如图所示，工业上$\frac{n[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{3}]}{n（C{u}^{2+}）}$采用0.6最为适宜，此时（NH₄）₂SO₃略过量，其原因是保证生成的CuCl不被氧气氧化或（NH₄）₂SO₃被空气中的氧气氧化．

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，以此来解答．

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）溶解步骤的温度应控制在60～70℃，原因是温度低溶解速率慢，温度过高NH₄NO₃易分解；该步骤中Cu与NH₄NO₃反应的离子方程式为4Cu+NO₃^-+10H⁺═4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O，故答案为：温度低溶解速率慢，温度过高NH₄NO₃易分解；4Cu+NO₃^-+10H⁺═4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
（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）由上述分析可知，滤液的主要成分为（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄，洗净过滤所得固体应选用硫酸，不引入新杂质，故答案为：（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄；B；
（4）工业上$\frac{n[（N{H}_{4}）_{2}S{O}_{3}]}{n（C{u}^{2+}）}$采用0.6最为适宜，此时（NH₄）₂SO₃略过量，其原因是保证生成的CuCl不被氧气氧化或（NH₄）₂SO₃被空气中的氧气氧化，
故答案为：保证生成的CuCl不被氧气氧化或（NH₄）₂SO₃被空气中的氧气氧化．

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．