Question

【題目】氯化亞銅是一種重要的化工產(chǎn)品，常用作有機(jī)合成催化劑，還可用于顏料、防腐等工業(yè)，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水，在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅[Cu2(OH)4-nCln]，隨著環(huán)境酸度的改變n隨之改變。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的工藝過程如下：

(1)寫出溶解過程中產(chǎn)生無色氣體的化學(xué)式：_______。

(2)還原過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式：______。

(3)析出的CuCl晶體水洗后要立即用無水乙醇洗滌，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃ 干燥2h，冷卻密封包裝。70℃， 真空干燥、密封包裝的原因是：______。

(4)濾液中主要成分是(NH4)2SO4，工業(yè)上用(NH4)2SO4與Al2(SO4)3制取銨明礬，銨明礬在食品，制革等方面有重要用途，寫出銨明礬的化學(xué)式________。

(5)隨著pH值減小[Cu2(OH)4-nCln]中Cu%_______。(填字母)

A.增大 B.不變 C.不能確定 D.減小

(6)如圖是各反應(yīng)物在最佳配比條件下，反應(yīng)溫度對(duì)CuCl產(chǎn)率影響。由圖可知，溶液溫度控制在60℃時(shí)，CuCl產(chǎn)率能達(dá)到94%，當(dāng)溫度高于65 時(shí)，CuCl產(chǎn)率會(huì)下降，從生成物的角度分析，其原因可能是______。

(7)以碳棒為電極電解CuCl2溶液也可得到CuCl，寫出電解時(shí)陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：_______。

Answer 1

【答案】NO 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ 加快乙醇和水的揮發(fā)，防止CuCl在潮濕的空氣中水解氧化 NH4 Al(SO4)2·12H2O D 溫度過高，會(huì)促進(jìn)CuCl的水解，且促進(jìn)了CuCl與空氣中氧氣反應(yīng) Cu2++e-+Cl-=CuCl↓

【解析】

海綿銅加入硫酸和硝酸銨溶解得到溶液主要是硫酸銅，硫酸銨、NO等，加入亞硫酸銨還原硫酸銅、加入氯化銨氯化發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4，過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸，以此來解答。

(1)溶解過程中銅和硝酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，產(chǎn)生的無色氣體是NO；

(2)還原步驟中，Cu2+被還原產(chǎn)生Cu+，Cu+與Cl-結(jié)合形成CuCl沉淀，SO32-被氧化產(chǎn)生SO42-，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；

(3)70℃真空干燥、密封包裝的原因是加快乙醇和水的揮發(fā)，防止CuCl在潮濕空氣中水解氧化；

(4)根據(jù)明礬化學(xué)式KAl(SO4)2·12H2O可知在工業(yè)上用(NH4)2SO4與Al2(SO4)3制取銨明礬，銨明礬就是明礬中的K+被NH4+替代，化學(xué)式為NH4 Al(SO4)2·12H2O；

(5)隨著溶液pH值減小，c(H+)增大，[Cu2(OH)4-nCln]中OH-含量降低，Cl-含量增大，則化合物中Cu元素占總質(zhì)量的百分含量就會(huì)降低，故合理選項(xiàng)是D；

(6)由圖可知，溶液溫度控制在60℃時(shí)，CuCl產(chǎn)率能達(dá)到94%，當(dāng)溫度高于65℃時(shí)，CuCl產(chǎn)率會(huì)下降，其原因可能是溫度過高，一是促進(jìn)了CuCl的水解，二是促進(jìn)了CuCl與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)；

(7)以碳棒為電極電解CuCl2溶液也可得到CuCl，Cu2+在陰極得到電子，與溶液中的Cl-反應(yīng)生成CuCl，反應(yīng)的電極方程式為Cu2++e-+Cl-=CuCl↓。