Question

【題目】氯化亞銅(CuCl，白色、易被氧化，Ksp=1.2×10-6)廣泛用作催化劑、脫臭劑、脫色劑等。工業(yè)上用初級銅礦粉(主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等)制備活性CuCl的流程如下：

(1)反應(yīng)Ⅰ中Cu2S參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu2S+MnO2 + H2SO4→CuSO4 +S+MnSO4 + H2O(未配平)；濾渣Ⅰ成分是：__________。

(2)除Mn2+時得MnCO3沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為_________________________。

(3)已知：Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍色溶液。

Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH－。蒸氨條件及蒸氨效果見下表：

序號	溫度/℃	時間/min	壓強/KPa	殘液顏色
a	110	60	101.3	淺藍色
b	100	40	74.6	幾乎很淺
c	90	30	60.0	無色透明

由表中信息可知蒸氨的條件應(yīng)選_______(填序號)，請用平衡移動原理解釋選擇該條件的原因是________________________________。

(4)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式___________________________。

(5)實驗證明通過如圖裝置也可獲得CuCl，現(xiàn)象為

陰極：產(chǎn)生無色氣體；

陽極：有白色膠狀沉淀生成且逐漸增多；

U形管底部：靠近陰極區(qū)白色膠狀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀。

①生成CuCl的電極反應(yīng)式為________________________________。

②有同學(xué)提出：淡黃色沉淀可能是CuOH，以下是從資料中查閱到CuOH的有關(guān)信息，哪些不能支持該同學(xué)的說法________。(填序號)

a．容易脫水變成紅色的Cu2O

b．CuOH是黃色或淡黃色固體，不溶于水

c．CuOH的Ksp=2×10-15

d．易被氧化成Cu(OH)2

Answer 1

【答案】Fe(OH)3和S Mn2+ +HCO3-+NH3·H2O===MnCO3↓+NH4++H2O c 減小壓強，平衡逆向移動，利于蒸氨 SO2 +2Cu2++2Cl+2H2O===2CuCl↓+SO42-+4H+ Cu-e+Cl===CuCl↓ ad

【解析】

以初級銅礦粉（主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等）制備氯化亞銅的路線為：在反應(yīng)I中向銅礦粉中加入硫酸溶液、二氧化錳，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫單質(zhì)，二氧化錳被還原為二價錳離子留在溶液中，溶液中含有銅離子、鐵離子；向溶液中加入氨水，沉淀鐵離子為氫氧化亞鐵，過濾，濾渣Ⅰ是Fe（OH）3和單質(zhì)硫的混合物，然后濾液中加入碳酸氫銨除錳離子，二價錳離子轉(zhuǎn)化為碳酸錳沉淀，然后蒸氨得到氫氧化銅沉淀，再用鹽酸溶解CuO得到CuCl2，通入二氧化硫氣體得到氯化亞銅沉淀，以此解答該題。

（1）由上述分析可知，濾渣I為Fe(OH)3和S；

（2）除Mn2+時加入氨水和NH4HCO3得MnCO3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mn2+ +HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH4++H2O；

（3）根據(jù)流程，蒸氨時[Cu(NH3)4]2+先變成Cu(OH)2，根據(jù)表中信息，c得到的殘液顏色為無色透明，說明[Cu(NH3)4]2+轉(zhuǎn)化率很大，蒸氨的條件應(yīng)選c。選擇該條件的原因是：減小壓強，平衡Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-逆向移動，利于蒸氨；

（4）反應(yīng)II為向CuCl2溶液中通入SO2制得CuCl，CuCl2被還原成CuCl，SO2被氧化成SO42-，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuCl2+SO2+2H2O=== 2CuCl↓+H2SO4+2HCl，反應(yīng)II的離子方程式為SO2 +2Cu2++2Cl+2H2O===2CuCl↓+SO42-+4H+；

（5）①在電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)裝置圖，陽極Cu失電子生成CuCl，生成CuCl的電極反應(yīng)式為Cu-e+Cl===CuCl↓；

②靠近陰極區(qū)白色膠狀沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀，淡黃色沉淀可能是CuOH（題中有信息說明CuOH是黃色或淡黃色固體，不溶于水）電解時陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e===H2↑+2OH，陰極區(qū)溶液呈堿性，Ksp(CuCl)=1.2×106＞Ksp(CuOH)=2×1015，CuOH的溶解度小于CuCl，在陰極區(qū)CuCl轉(zhuǎn)化為更難溶的CuOH；故b和c可以支持該同學(xué)的說法。無論是氫氧化亞銅分解為紅色的氧化亞銅，還是氧化為藍色的氫氧化銅，由于在實驗過程中沒有觀察到相應(yīng)的現(xiàn)象，故不能支持該同學(xué)的說法，答案選ad。