Question

【題目】氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于冶金工業，也用作催化劑和殺菌劑。以硫化銅精礦為原料生產CuCl的工藝如下：

已知CuCl難溶于醇和水，溶于c(Cl-)較大的體系[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，潮濕空氣中易水解氧化。

（1）步驟1開始前需要對硫化銅精礦進行粉碎，目的是______；

（2）步驟1是“氧化酸浸”的過程，該過程生成藍色溶液和淺黃色沉淀，化學方程式是__________________________________；

（3）步驟2是溶解過程，溶解時反應的離子方程式______；

（4）步驟3為主反應，Cu+的沉淀率與加入的NH4Cl的量關系如圖所示。

①反應的氧化產物是______；

②比較c(Cu+)相對大小：A點______C點（填“>”、“<”或“=”）；

③提高C點狀態混合物中Cu+沉淀率的措施是______；

（5）步驟4進行的實驗操作是______；

（6）洗滌過程中不能用硝酸代替硫酸進行“酸洗”，理由是______。

Answer 1

【答案】增大接觸面積、加快反應速率、提高銅的浸出速率等合理性答案 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O SO42- 或(NH4)2SO4 > 加水稀釋 過濾 HNO3具有強氧化性會把CuCl氧化

【解析】

H2O2在酸性條件下將CuS中的S2-氧化生成S單質，其反應方程式為：CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，CuSO4被還原生成Cu單質；利用NO3-在酸性條件下具有強氧化性，可氧化Cu單質生成Cu2+，然后過濾，濾液中加入(NH4)2SO3和NH4Cl發生氧化還原反應生成CuCl，其離子反應方程式為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，得到的CuCl經硫酸酸洗后再用乙醇洗滌，烘干得到CuCl。

（1）“氧化酸浸”前先將銅礦粉碎的目的是增大接觸面積，加快酸浸速率，提高銅的浸出率等，故答案為：增大接觸面積、加快反應速率、提高銅的浸出速率等合理性答案。

（2）該過程生成藍色溶液和淺黃色沉淀，說明生成硫酸銅和硫單質，H2O2在酸性條件下將CuS中的S2-氧化生成S單質，其反應的化學反應方程式為CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，故答案為：CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O。

（3）“溶解”過程中，利用NO3-在酸性條件下具有強氧化性，可氧化Cu單質生成Cu2+，離子反應方程式為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++

2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O ，故答案為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O或Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 。

（4）①涉及反應為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，反應中S元素化合價由+4價升高為+6價，被氧化，氧化產物為SO42-或(NH4)2SO4，故答案為：SO42- 或(NH4)2SO4。

②B點之前Cu+與Cl-形成CuCl的沉淀，B點時建立了CuCl(s) Cu+(aq)+Cl-(aq)，B點之后，c(Cl-)增大，部分CuCl(s)溶解，[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，但是平衡沒移動，所以C點和B點的c(Cu+)相等，由于B點之前，CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq)平衡向右移動，所以A點c(Cu+)大于B點，則A點c(Cu+)大于C點，故答案為：>。

③B點之后，c(Cl-)增大，部分CuCl(s)溶解，發生[CuCl(s)+Cl-CuCl2-]，沉淀減少，所以提高C點狀態混合物中Cu+沉淀率，可以加水稀釋，減少c(Cl-)，故答案為：加水稀釋。

（5）步驟4是固液分離，所以進行的實驗操作是過濾，故答案為：過濾。

（6）硝酸具有強氧化性，可氧化CuCl，則不能用硝酸代替硫酸，故答案為：HNO3具有強氧化性會把CuCl氧化。