Question

8．氯化亞銅是一種應用廣泛的催化劑，易水解，以低品位銅礦砂（主要成分CuS）為原料制備氯化亞銅的路線如下：

（1）酸溶1步驟中加入MnO₂的作用是作氧化劑；
（2）除錳步驟Mn²⁺轉化成MnCO₃沉淀，該反應的離子方程式為Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+Mn²⁺+NH₄⁺．溶液中CuSO₄轉變為Cu（NH₃）₄CO₃留在溶液中；
（3）蒸氨步驟會得到CuO固體，該步驟在減壓條件下進行的原因是減壓有利于氣體的逸出；
（4）合成步驟加入Na₂SO₃的速率不宜過快，否則會產生SO₂氣體，除可能與酸溶液時硫酸過量有關，還可能的原因是反應有酸生成；
（5）有工藝將合成步驟的NaCl與Na₂SO₃換為NH₄Cl 和（NH₄）₂SO₃，則可獲得一種可用作氮肥的副產品，其化學式為（NH₄）₂SO₄或NH₄HSO₄；
（6）洗滌步驟先用鹽酸洗，再用無水乙醇洗滌．

Answer 1

分析 酸溶1步驟中加入硫酸、MnO₂得到S，除錳步驟Mn²⁺轉化成MnCO₃沉淀，可知二氧化錳將CuS中-2價的S氧化為硫單質，溶液中CuSO₄轉變為[Cu（NH₃）₄]CO₃留在溶液中，蒸氨步驟中[Cu（NH₃）₄]CO₃發生分解反應得到CuO固體、氨氣與二氧化碳，再用硫酸溶解CuO得到CuSO₄，與氯化鈉、亞硫酸鈉反應得到CuCl與硫酸鈉，發生反應：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，經過過濾、洗滌、干燥得到CuCl，濾液中含有硫酸鈉、硫酸．洗滌時，應避免CuCl溶解損失，根據溶解平衡，可以先用鹽酸洗滌．

解答 解：酸溶1步驟中加入硫酸、MnO₂得到S，除錳步驟Mn²⁺轉化成MnCO₃沉淀，可知二氧化錳將CuS中-2價的S氧化為硫單質，溶液中CuSO₄轉變為[Cu（NH₃）₄]CO₃留在溶液中，蒸氨步驟中[Cu（NH₃）₄]CO₃發生分解反應得到CuO固體、氨氣與二氧化碳，再用硫酸溶解CuO得到CuSO₄，與氯化鈉、亞硫酸鈉反應得到CuCl與硫酸鈉，發生反應：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，經過過濾、洗滌、干燥得到CuCl，濾液中含有硫酸鈉、硫酸．洗滌時，應避免CuCl溶解損失，根據溶解平衡，可以先用鹽酸洗滌．
（1）根據除錳過程知，酸溶1步驟中加入MnO₂，Mn元素化合價由+4價變為+2價，所以二氧化錳做氧化劑，體現氧化性，故答案為：作氧化劑；
（2）用碳酸氫銨、氨氣除Mn²⁺轉化成MnCO₃沉淀，同時生成銨根離子，該反應的離子方程式為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺，
故答案為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+Mn²⁺+NH₄⁺；
（3）蒸氨步驟會得到CuO固體，發生反應：[Cu（NH₃）₄]CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+NH₃↑+CO₂↑，減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向進行，則減壓有利于氣體的逸出，所以該步驟在減壓條件下進行，
故答案為：減壓有利于氣體的逸出；
（4）合成步驟發生反應：發生反應：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，可能與酸溶液時硫酸過量有關，也可能是反應生成的酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫，
故答案為：反應有酸生成；
（5）將合成步驟的NaCl與Na₂SO₃換為NH₄Cl 和（NH₄）₂SO₃，濾液中含有硫酸銨、硫酸，可獲得一種可用作氮肥的副產品，可能為：（NH₄）₂SO₄，NH₄HSO₄等，
故答案為：（NH₄）₂SO₄或NH₄HSO₄等；
（6）洗滌時，可以先用鹽酸洗滌，防止CuCl溶解而損失，再用無水乙醇洗滌，
故答案為：鹽酸．

點評 本題考查物質制備實驗、對工藝流程分析評價、條件的控制、物質的分離提純等，理解工藝流程原理是解題關鍵，是對學生綜合能力的考查，難度中等．