Question

【題目】氯化亞銅(CuC1)在化工、印染、電鍍等行業(yè)應(yīng)用廣泛。CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl－濃度較大的溶液，在潮濕空氣中易水解氧化。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(shù)生產(chǎn)CuC1的工藝過(guò)程如圖所示：

回答下列問(wèn)題：

(1)步驟①中N元素被還原為最低價(jià)，寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式___________。

(2)步驟②中，亞硫酸銨要略保持過(guò)量，原因是___________，濾液中可循環(huán)利用的物質(zhì)是___________。

(3)步驟⑤中，醇洗的目的是______________________。

(4)常用K2Cr2O7溶液測(cè)定氯化亞銅樣品純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))，步驟如下：準(zhǔn)確稱(chēng)取所制備的氯化亞銅樣品10.00g，將其置于過(guò)量的FeCl2溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸配成100mL溶液，取溶液10.00mL用0.1000mol·L K2Cr2O7溶液進(jìn)行滴定，反應(yīng)中Cr2O72－被還原成Cr3+，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3
消耗K2Cr2O7溶液的體積/mL	14.98	16.03	15.02

該樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________。(保留4位有效數(shù)字)

(5)制造印刷電路板產(chǎn)生的廢液中含大量[Cu(NH3)4]2+等離子，利用膜電解技術(shù)對(duì)此廢液進(jìn)行電解，電解裝置如下圖所示。電解后的陰極液中加入適量鹽酸并用水稀釋可得到CuCl，電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為___________，生成CuCl的離子方程式為______________________。

Answer 1

【答案】4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O 使Cu2+反應(yīng)完全，阻止生成的CuCl被氧氣氧化 硫酸 有利于除去CuCl表面的水分，防止CuCl表面被氧化 89.55% [Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O [Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl↓+2NH4+

【解析】

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(guò)濾后在濾液中加入亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，發(fā)生2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化，烘干得到CuCl，以此來(lái)解答該題。

(1)步驟①中N元素被還原為最低價(jià)，應(yīng)生成銨根離子，離子反應(yīng)為4Cu+NO3-+10H+=4Cu2++NH4++3H2O；

(2)步驟②中，亞硫酸銨要略保持過(guò)量，可使Cu2+完全反應(yīng)，阻止生成的CuCl被氧化，濾液中可循環(huán)利用的物質(zhì)是硫酸；

(3)步驟⑤為醇洗，因乙醇沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，則用乙醇洗滌，可快速除去CuCl固體表面的水分，防止水解、氧化；

(4)氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液，發(fā)生6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，反應(yīng)的關(guān)系式為6CuCl～6Fe2+～Cr2O72-，第二次實(shí)驗(yàn)誤差較大，可舍去，K2Cr2O7溶液的體積為15mL，則n(K2Cr2O7)=0.1000mol/L×0.015L=1.5×10-3mol，由關(guān)系式可知10mL樣品中n(CuCl)=9×10-3mol，則10.00g樣品中m(CuCl)=9×10-3mol××99.5g/mol=8.955g，則含量為×100%=89.55%；

(5)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，[Cu(NH3)4]2+得電子生成[Cu(NH3)2]+，反應(yīng)的電極反應(yīng)式為[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O=[Cu(NH3)2]++2NH3H2O，生成CuCl的離子方程式為[Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl+2NH4+。