Question

【題目】硒(Se)和銅(Cu)在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。硒可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)的催化劑，也是動(dòng)物體必需的營(yíng)養(yǎng)元素和對(duì)植物有益的營(yíng)養(yǎng)元素等。氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，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)CuCl的工藝過(guò)程如下所示：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)若步驟①中得到的氧化產(chǎn)物只有一種，則它的化學(xué)式是____________。

(2)寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。

(3)步驟⑤包括用pH＝2的溶液酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是__________(寫酸的名稱)。

(4)上述工藝中，步驟⑥和⑦的作用是_____________。

(5)Se為ⅥA族元素，用乙二胺四乙酸銅陰離子水溶液和硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)溶液反應(yīng)可獲得納米硒化銅，硒代硫酸鈉還可用于Se的精制，寫出硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)與H2SO4溶液反應(yīng)得到精硒的化學(xué)方程式：_____。

(6)氯化亞銅產(chǎn)率與溫度、溶液pH關(guān)系如下圖所示。據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過(guò)程中，溫度過(guò)低影響CuCl產(chǎn)率的原因是____________________________________；溫度過(guò)高、pH過(guò)大也會(huì)影響CuCl產(chǎn)率的原因是_______________________________。

(7)用NaHS作污水處理的沉淀劑，可以處理工業(yè)廢水中的Cu2＋。已知：25℃時(shí)，H2S的電離平衡常數(shù)Ka1＝1.0×10－7，Ka2＝7.0×10－15，CuS的溶度積為Ksp(CuS)＝6.3×10－36。反應(yīng)Cu2＋(aq)＋HS－(aq) CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常數(shù)K＝__________(結(jié)果保留1位小數(shù))。

Answer 1

【答案】CuSO4 2Cu2+ +SO32- +2Cl- + H2O=2CuCl↓+SO42- +2H+ 硫酸 使CuCl干燥，防止其水解氧化 Na2SeSO3＋H2SO4=Na2SO4＋Se↓＋SO2↑＋H2O 溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢 溫度過(guò)高、pH過(guò)大，容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過(guò)高，銨鹽(氯化銨，亞硫酸銨)易受熱分解(任答一點(diǎn)即可) 1.1×1021

【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，烘干得到氯化亞銅。

(1) 由于酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO4，故答案為: CuSO4；

(2)銅離子與亞硫酸銨發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式為2Cu2+ +SO32- +2Cl- + H2O=2CuCl↓+SO42- +2H+；

(3) CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化，防止CuCl溶解氧化引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)加入硫酸，不能加入硝酸等氧化性酸，也不能加入鹽酸，故答案為:硫酸；

(4) 步驟⑥為醇洗，步驟⑦為烘干，因乙醇沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止CuCl水解、氧化，故答案為:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化；

（5）硒代硫酸鈉(Na2SeSO3)與H2SO4溶液反應(yīng)得到精硒，同時(shí)生成硫酸鈉、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2SeSO3＋H2SO4=Na2SO4＋Se↓＋SO2↑＋H2O；

（6）據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過(guò)程中，溫度過(guò)低影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢；溫度過(guò)高、pH過(guò)大也會(huì)影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過(guò)高、pH過(guò)大，容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過(guò)高，銨鹽(氯化銨，亞硫酸銨)易受熱分解；

（7）反應(yīng)Cu2＋(aq)＋HS－(aq) CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常數(shù)K=。