Question

【題目】CuCl常用作催化劑，石油工業(yè)中脫硫與脫色，是一種不溶于水和乙醇的白色粉末，在潮濕空氣中可被迅速氧化。某課外學(xué)習(xí)小組用輝銅礦（主要成分為Cu2S，少量的Fe2O3和SiO2）制取氯化亞銅的流程如下：

（1）“焙燒”過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________；為加快浸取速率常采取的措施___________（寫兩條）。

（2）加入“試劑1”可調(diào)節(jié)浸出液的pH，“試劑1”可以是___________；“濾渣”的成分是___________（填化學(xué)式）。

（3）①圖1是反應(yīng)體系pH隨時間的變化關(guān)系圖。寫出“還原”制備CuCl的離子方程式___________。

②制備過程中，當(dāng)n(Na2SO3)與n(CuCl2)比值過大時CuCl產(chǎn)率會變小，其原因可能是_________。

（4）反應(yīng)完成后經(jīng)抽濾、洗滌、干燥獲得產(chǎn)品。圖2為抽濾”裝置，抽氣泵可使吸濾瓶和安全瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，與普通過濾相比，采用抽濾的優(yōu)點(diǎn)是___________。

（5）CuCl沉淀的“洗滌”需要經(jīng)過酸洗、水洗和醇洗。用“去氧水洗后再用“乙醇”洗滌的原因是_______。

（6）取1.0g制備的CuCl粉末樣品，先加入足量FeCl3溶液使其完全溶解，再稀釋到100mL，從中取出25.00mL，用0.1mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)[Ce(SO4)2被還原為Ce2(SO4)3]；三次滴定平消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為22.00mL。則粉末中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________。

Answer 1

【答案】Cu2S+2O22CuO+SO2 將固體粉碎、升高溫度（或適當(dāng)增大鹽酸的濃度等） CuO[或Cu(OH)2，或CuCO3] Fe(OH)3、SiO2 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ n(Na2SO3)與n(CuCl2)比值越大，溶液的堿性越強(qiáng)，Cu2+及CuCl的水解程度增大，故CuCl的產(chǎn)率下降 加快過濾速度，避免長時間接觸空氣 快速去除CuCl沉淀表面的水分，防止其潮濕被氧化 88%

【解析】

分析題中的流程過程，輝銅礦焙燒，將Cu2S初步轉(zhuǎn)化為CuO和SO2，所得的固體為CuO、Fe2O3、SiO2的混合物，再用稀鹽酸對所得固體進(jìn)行酸浸，得到成分為FeCl3、CuCl2、稀鹽酸、SiO2的浸出液。加入試劑1用于調(diào)節(jié)溶液的pH值，同時將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去，SiO2在這個過程中不參與反應(yīng)，也以濾渣的形式除去。向?yàn)V液中加入Na2SO3，Na2SO3與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將Cu2+還原為Cu+，形成CuCl沉淀。將CuCl沉淀洗滌，最終得到CuCl粉末，據(jù)此分析。

（1）“焙燒”過程主要是除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，本題為使原料初步轉(zhuǎn)化，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Cu2S+2O22CuO+SO2；增大原料浸取速率的措施有：將原料粉碎、攪拌、升高溫度、增大鹽酸的濃度等，故答案為：Cu2S+2O22CuO+SO2；將固體粉碎、升高溫度（或適當(dāng)增大鹽酸的濃度等）；

（2）由流程圖可知，加入試劑1可調(diào)節(jié)浸出液的pH，也可將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去，同時也不引入新的雜質(zhì)，故符合條件的為CuO[或Cu(OH)2，或CuCO3]；由分析可知，濾渣為：Fe(OH)3、SiO2；答案為：CuO[或Cu(OH)2，或CuCO3]；Fe(OH)3、SiO2；

（3）①由分析可知，Na2SO3與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將Cu2+還原為Cu+，形成CuCl沉淀。其離子方程式為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；答案為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；

②Na2SO3為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，n(Na2SO3)與n(CuCl2)比值越大，溶液的堿性越強(qiáng)，Cu2+及CuCl的水解程度增大，故CuCl的產(chǎn)率下降；答案為：n(Na2SO3)與n(CuCl2)比值越大，溶液的堿性越強(qiáng)，Cu2+及CuCl的水解程度增大，故CuCl的產(chǎn)率下降；

（4）抽濾的優(yōu)點(diǎn)為加快過濾速度，避免長時間接觸空氣；答案為：加快過濾速度，避免長時間接觸空氣；

（5）乙醇易揮發(fā)，進(jìn)而可快速去除CuCl沉淀表面的水分，防止其潮濕被氧化。故答案為：快速去除CuCl沉淀表面的水分，防止其潮濕被氧化；

（6）由題可知，涉及的離子反應(yīng)方程式為：CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-、Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，可得關(guān)系式：CuCl～Ce4+，則CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。答案為：88%。