Question

【題目】氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染等行業(yè)。以硫化銅精礦為原料生產(chǎn)CuCl的工藝如圖：

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）“氧化酸浸”前先將銅礦粉碎的目的是__。該過程生成藍(lán)色溶液和淺黃色沉淀，則反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為__；

（2）“溶解”時(shí)所用硫酸濃度為0.3mol·L-1，配制1L此硫酸溶液，需要98%、1.84g·mL-1濃硫酸__mL（保留1位小數(shù)）。溶解時(shí)反應(yīng)的離子方程式__；

（3）“反應(yīng)”時(shí)，Cu+的沉淀率與加入的NH4Cl的量關(guān)系如圖所示。

①反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是___，n(氧化劑)：n(還原劑)=___；

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

③提高處于C點(diǎn)狀態(tài)的混合物中Cu+沉淀率措施是___；

（4）“過濾”所得濾液中溶質(zhì)主要成分的化學(xué)式為__；

（5）不能用硝酸代替硫酸進(jìn)行“酸洗”，理由是__。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快酸浸速率，提高Cu的浸出率等 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O 16.3 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O SO42-或(NH4)2SO4 2：1 > 加水稀釋 (NH4)2SO4 HNO3具有強(qiáng)氧化性會把CuCl氧化

【解析】

利用H2O2在酸性條件下將CuS中的-2價(jià)S元素氧化成S單質(zhì)，同時(shí)釋放Cu2+，經(jīng)過系列處理得到Cu單質(zhì)，然后利用NO3-在酸性條件下的強(qiáng)氧化性將Cu氧化成Cu2+，接下來用SO32-將Cu2+還原成Cu+，同時(shí)利用Cl-將Cu+沉淀生成CuCl，用稀硫酸洗去CuCl表面的(NH4+)2SO4等雜質(zhì)，接下來用醇洗去表面的硫酸分子，而醇本身易揮發(fā)而除去，得到干燥的CuCl，據(jù)此回答。

（1）工藝流程前，一般將固體礦物粉碎，目的是增大礦物與酸的解除面積，一方面可以加快反應(yīng)速率，另一方面使礦物中的CuS盡可能轉(zhuǎn)化，提高浸取率；根據(jù)程生成藍(lán)色溶液和淺黃色沉淀可知，本反應(yīng)生成了CuSO4和S，發(fā)生了CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，故答案為：增大接觸面積，加快酸浸速率，提高Cu的浸出率等；CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O；

（2）根據(jù)c=得，濃硫酸濃度==18.4mol·L-1，根據(jù)C1V1=C2V2得：18.4mol·L-1V=0.3mol·L-1×1L，解得V≈16.3mL；根據(jù)反應(yīng)物為NH4NO3和硫酸，可知，利用NO3-在酸性條件下的氧化性將Cu氧化溶解，發(fā)生的反應(yīng)為Cu和稀硝酸反應(yīng)，故離子方程式為：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案為：16.3；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（3）①流程可知，“反應(yīng)”利用SO32-將Cu2+還原成Cu+，SO32-自身被Cu2+被氧化成SO42-，SO42-為氧化產(chǎn)物；SO32-被氧化S化合價(jià)由+4升高到+6，升高了2，每個(gè)Cu2+被還原，化合價(jià)從+2降低到+1，降低了1，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升高總數(shù)=化合價(jià)降低總數(shù)得，所以Cu2+和SO32-的物質(zhì)的量之比為2:1，即氧化劑：還原劑=2:1；故答案為：SO42-或(NH4)2SO4；2:1；

②B點(diǎn)之前Cu+和Cl-形成CuCl沉淀，B點(diǎn)時(shí)建立了CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq),B點(diǎn)之后，Cl-濃度增大，有一部分CuCl溶解[CuCl(s)+Cl-CuCl2-],由CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq)可知，CuCl雖然被溶解了一部分，但是平衡并沒有發(fā)生移動，所以C點(diǎn)和B點(diǎn)Cu2+的濃度是相等的，由于B點(diǎn)之前CuCl(s)Cu+(aq)+ Cl-(aq)平衡一直向左移動，所以B點(diǎn)的Cu2+的濃度小于A點(diǎn)，綜上所述答案為：>；

③既然B點(diǎn)之后是由于發(fā)生了CuCl(s)+Cl-CuCl2-使沉淀減少了，所以我們可以減小Cl-濃度，具體做法是反其道而行之，加適量水稀釋，所以答案為：加水稀釋；

（4）由上可知，“過濾”所得濾液中溶質(zhì)主要成分為(NH4)2SO4，所以答案為：(NH4)2SO4；

（5）硝酸有強(qiáng)氧化性，將CuCl氧化，所以不能用硝酸代替硫酸進(jìn)行“酸洗”，故答案為：HNO3具有強(qiáng)氧化性會把CuCl氧化。