Question

氯化亚铜（CuCl）广泛用于化工、印染、有机合成等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺过程如下：

  

回答下列问题：

（1）步骤①中N元素被还原为最低价，则Cu溶解的化学方程式为        ，溶解温度应控制在60～70℃，原因是        。

（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式        。(NH₄)₂SO₃要适当过量，目的有：保证Cu²⁺的还原速率，        。已知NH₄Cl、Cu^2＋的物质的量之比［n( NH₄Cl )/n(Cu²⁺)］与Cu²⁺沉淀率的关系如下图所示，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是        。

（3）步骤⑥加入乙醇洗涤的目的是        。

Answer

（1）4Cu+NH4NO3 +5H2SO4 = 4CuSO4 + (NH4)2SO4 +3H2O （将硫酸铵写成硫酸氢铵也给分）

温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解；（2）2Cu2+ + SO32－ + 2Cl－+ H2O = 2CuCl↓+ SO42－+ 2H+ ；

防止CuCl被空气氧化 ；生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中（3）醇洗有利于加快除去CuCl表面水分，防止其水解氧化

【解析】

试题分析：（1）步骤①中N元素被还原为最低价即-3价，则Cu溶解的化学方程式为4Cu+NH4NO3 +5H2SO4 = 4CuSO4 + (NH4)2SO4 +3H2O；由于酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO4或Cu2+，溶解温度应控制在60-70℃，原因是温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解；

（2）铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，离子方程式为2Cu2+ + SO32－ + 2Cl－+ H2O = 2CuCl↓+ SO42－+ 2H+；(NH4)2SO3要适当过量，目的有：保证Cu2+的还原速率，防止CuCl被空气氧化；当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是生成的氯化亚铜又溶解于氯化铵溶液中；

（3）步骤⑥为醇洗，乙醇沸点低，易挥发，用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，即醇洗有利于加快除去CuCl表面水分，防止其水解氧化。

考点：实验方案的分析