Question

20．氯化亞銅（CuCl）廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業．CuCl難溶于水，可溶于氯離子濃度較大的體系．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的工藝過程如圖1：

回答下列問題：
（1）步驟①溶解溫度應控制在60～70℃，原因是溫度低溶解速率慢，溫度過高銨鹽分解．
（2）寫出步驟 ③中反應生成CuCl的離子方程式2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．已知NH₄Cl、Cu²⁺的物質的量之比[$\frac{n（N{H}_{4}Cl）}{n（C{u}^{2+}）}$]與Cu²⁺沉淀率的關系如圖2所示，當氯化銨用量增加到一定程度后氯化亞銅的沉淀率減少，其可能的原因是生成的CuCl又溶解于氯化銨溶液中．
（3）氯化亞銅的純度測定：稱取樣品0.50g置于預先放入玻璃珠50粒和10ml過量的FeCl₃溶液250ml的錐形瓶中，不斷搖動，玻璃珠的作用是加速樣品溶解．待樣品溶解后，立即用物質的量濃度為0.05mol•L^-1的K₂Cr₂O₇溶液與之完全反應，一共用去K₂Cr₂O₇溶液 16.00ml．試計算CuCl純度（寫出計算過程）．
已知：
CuCl+Fe³⁺=Cu²⁺+Fe²⁺+Cl^-
6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．

Answer 1

分析 酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發生氧化還原反應生成CuCl，發生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的產品CuCl，經硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅，據此分析．

解答 解：酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發生氧化還原反應生成CuCl，發生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，得到的CuCl經硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅．
（1）溶解溫度應控制在60-70℃，原因是溫度低溶解速度慢，溫度過高銨鹽分解；
故答案為：溫度低溶解速率慢，溫度過高銨鹽分解；
（2）步驟③中銅離子與亞硫酸銨發生氧化還原反應生成CuCl，發生2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl+SO₄^2-+2H⁺，當氯化銨用量增加到一定程度后氯化亞銅的沉淀率減少，原因是生成的氯化亞銅又溶解于氯化銨溶液中；
故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；生成的CuCl又溶解于氯化銨溶液中；
（3）不斷搖動玻璃珠的目的是加速樣品的溶解；
故答案為：加速樣品溶解；
n（Cr₂O₇^2-）=0.05mol•L^-1×1.6×10^-2L=8×10^-4mol
6CuCl--------------------------Cr₂O₇^2-
6                     1
n （CuCl）               8×10^-4mol
n （CuCl）=4.8×10^-3mol
ω（CuCl）=$\frac{4.8×1{0}^{-3}mol×99.5g/mol}{0.5g}×100%$=95.52%；
答：CuCl純度為95.52%．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握物質的性質以及反應流程，題目難度中等，注意習題中信息應用．