Question

【題目】氯化亞銅廣泛應用于有機合成、石油、油脂、染料等工業。以某種銅礦粉(含Cu2S、CuS及FeS等)為原料制取CuCl的工藝流程如下：

已知：①CuS、Cu2S、FeS灼燒固體產物為Cu2O、FeO；

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

回答下列問題：

（1）“灼燒”時，被還原的元素有____________(填元素符號)。

（2）“酸浸”所需H2SO4是用等體積的98%H2SO4和水混合而成。實驗室配制該硫酸溶液所需的玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管外，還有_______。“酸浸”時硫酸不宜過多的原因是__________________。

（3）“除雜”的總反應方程式是_____________________。

（4）“絡合”反應中的NH3與NaHCO3理論比值是____________________。

（5）加熱“蒸氨”在減壓條件下進行的原因是________________。

（6）X可以充分利用流程中的產物，若X是SO2時，通入CuCl2溶液中反應的離子方程式是________________；若X是Cu時，反應Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常數K2=_________。

（7）以銅為陽極電解NaCl溶液也可得到CuCl，寫出陽極電極反應式__________________。

Answer 1

【答案】 Cu 和O 量筒、燒杯 避免除雜時消耗過多的氨水 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ 5:1 減壓能降低氣體的溶解度，有利于氣體逸出 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ 2.5×107L3/moL3 Cu+Cl—e-=CuCl

【解析】（1）從流程過程看出，銅礦粉在空氣中灼燒后生成二氧化硫氣體和銅，硫元素被氧化，銅元素和氧元素被還原；正確答案：Cu 和O。

（2）配制酸浸所用的硫酸，由于98%H2SO4和水為等體積混合，因此分別用量筒量一定體積水放入燒杯中，再用量筒量取相同體積的98%H2SO4轉移到燒杯中，混合攪拌；酸浸”時硫酸是用來溶解氧化鐵，但是酸剩余的太多，后面反應中還要加入過多的氨水來中和硫酸；正確答案：量筒、燒杯；避免除雜時消耗過多的氨水。

（3）溶液中亞鐵離子被過氧化氫氧化為鐵離子，鐵離子與氨水反應生成氫氧化鐵沉淀；除雜”的總反應方程式是2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ；正確答案： 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+。

（4）根據流程可知“絡合”反應Cu2++HCO3-+5NH3= Cu(NH3)4CO3+NH4+，NH3與NaHCO3理論比值是5:1；正確答案：5:1。

（5）Cu(NH3)4CO3加熱分解產生氨氣，氨氣易溶于水，因此減壓能降低氣體的溶解度，有利于氣體逸出 ；正確答案：減壓能降低氣體的溶解度，有利于氣體逸出。

（6）SO2具有還原性，能夠被銅離子氧化為硫酸根離子，本身還原為亞銅l離子，與氯離子結合生成CuCl沉淀，離子方程式為2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ ；根據2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常數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；反應Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常數K2=1/ K=2.5×107L3/moL3；正確答案：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+； 2.5×107L3/moL3 。

（7）銅為陽極，首先失去1個電子，變為亞銅離子，然后亞銅離子與氯離子結合生成CuCl，陽極電極反應式Cu+Cl--e-=CuCl；正確答案：Cu+Cl--e-=CuCl。