Question

4．氯化亞銅（CuCl）廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業，它不溶于H₂SO₄、HNO₃和醇，微溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水，在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅（Cu₂（OH）₃Cl）．以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術生產CuCl的工藝過程如下：

（1）寫出溶解過程中發生的氧化還原反應的離子方程式：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）還原過程中發生的主要反應的離子方程式：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．
（3）析出的CuCl晶體水洗后要立即用無水乙醇洗滌，在真空干燥機內于70℃干燥2h，冷卻密封包裝．70℃真空干燥、密封包裝的原因是加快乙醇和水的揮發，防止CuCl在潮濕空氣中水解氧化．
（4）從第二次過濾后的濾液中可回收的主要物質是（NH₄）₂SO₄ （或者（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄）（寫化學式）．
（5）已知CuOH不穩定，易分解為Cu₂O，298K時，CuOH的K_sp=1.0×10^-14，CuCl的K_sp=1.2×10^-6，把CuCl固體和NaOH溶液混合，加熱，得到紅色沉淀，該沉淀的化學式為Cu₂O．
（6）以碳棒為電極電解CuCl₂溶液也可得到CuCl，寫出電解時陰極上發生的電極反應式Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓．

Answer 1

分析 海綿銅加入硫酸和硝酸銨溶解得到溶液主要是硫酸銅，硫酸銨等，加入亞硫酸銨還原硫酸銅、加入氯化銨氯化發生反應2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸，結合相關物質的性質以及題目要求解答該題．

解答 解：海綿銅加入硫酸和硝酸銨溶解得到溶液主要是硫酸銅，硫酸銨等，加入亞硫酸銨還原硫酸銅、加入氯化銨氯化發生反應2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸，
（1）銅和硝酸根離子反應的離子方程式為3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）還原步驟發生反應的離子方程式為2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（3）70℃真空干燥、密封包裝的原因是加快乙醇和水的揮發，防止CuCl在潮濕空氣中水解氧化，故答案為：加快乙醇和水的揮發，防止CuCl在潮濕空氣中水解氧化；
（4）由以上分析可知第二次過濾的濾液主要是硫酸銨和硫酸，故答案為：（NH₄）₂SO₄ （或者（NH₄）₂SO₄、H₂SO₄）；       
（5）根據題意知，氯化亞銅的溶度積大于氫氧化亞銅的溶度積，溶度積大的物質向溶度積小的物質轉化，所以把CuCl固體和NaOH溶液混合，氯化亞銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞銅，加熱時，氫氧化亞銅分解生成氧化亞銅沉淀．
故答案為：Cu₂O；
（6）以碳棒為電極電解CuCl₂溶液也可得到CuCl，銅離子在陰極發生還原反應生成CuCl，反應的電極方程式為Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓，故答案為：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl↓．

點評 本題考查混合物分離提純，為高頻考點，把握流程中的反應、物質的性質、離子反應的書寫等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．