Question

氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，在潮湿空气中易水解氧筑化，且在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl+Cl^-=[CuCl₂]^-。工业上用低品铜矿（主要含CuS、Cu₂S、FeO等）制备CuCl的一种工艺流程如下：

回答下面问题：

（1）反应I中被氧化的元素有_________。（填元素符号）

（2）滤渣II的成分主要为MnCO₃，写出除Mn²⁺的离于方程式_________。

（3）写出反应II中发生反应的离子方程式_________。

（4）在进行反应II时，通入的SO₂一般都要适当过量，目的是_________。

（5）滤饼进行醇洗的目的是_________。

（6）在进行反应II时，当氯化钠用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减小，原因是_________。

（7）Cu²⁺的沉淀率是指转化为CuCl的n(Cu²⁺)占总的n(Cu²⁺)的百分比。在一定条件下Cu²⁺沉淀率与沉淀前的Cl^-、Cu²⁺的物质的量之比[n(Cl^-): n(Cu²⁺)]的关系如下图所示。CuCl+Cl^- [CuCl₂]^-的平衡常数K=6.5×10^-2，则该条件下Cu²⁺的最大沉淀率为_________。（保留两位小数）。

Answer

S、Cu、Fe Mn2+ + HCO3- + NH3·H2O ===MnCO3↓+ NH4+ + H2O SO2 + 2Cu2+ + 2Cl- + 2H2O == 2CuCl↓+SO42- + 4H+ 将CuCl2完全转化为CuCl并防止CuCl的氧化 醇洗有利于加快除去CuCl表面水分，并防止其水解和氧化 增大氯离子浓度，CuCl+Cl-[CuCl2]–平衡向右移动，使生成的氯化亚铜又部分转化为[CuCl2]– 99.39%

【解析】低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)溶解于稀硫酸和MnO2的混合物得到Fe2(SO4)3、CuSO4及MnSO4的混合液，滴加适量氨水沉淀溶液中的Fe3+，过滤得滤渣I为Fe(OH)3，滤 液中滴加氨水和NH4HCO3溶液，沉淀溶液中的Mn2+，过滤得滤渣Ⅱ为MnCO3，滤液经蒸氨过滤得到CuO，将CuO溶解于稀盐酸得CuCl2溶液，再加入NaCl溶液并通SO2气体，发生反应Ⅱ得CuCl沉淀，过滤、水洗、醇洗最后烘干得CuCl；

(1)反应I中是CuS、Cu2S、FeO等在酸性条件下被MnO2氧化，其中S、Cu及Fe元素分别被氧化为SO42-、Cu2+及Fe3+；

(2)向含有Mn2+的溶液中滴加氨水和NH4HCO3，生成MnCO3，发生反应的离于方程式为Mn2+ + HCO3- + NH3·H2O ===MnCO3↓+ NH4+ + H2O；

(3)反应II是SO2将Cu2+还原生成CuCl，氧化产物为SO42-，发生反应的离子方程式为SO2 + 2Cu2+ + 2Cl- + 2H2O == 2CuCl↓+SO42- + 4H+ ；

(4)CuCl易被氧化，而SO2的水溶液有较强还原性，则在进行反应II时，通入的SO2适当过量，可将CuCl2完全转化为CuCl并防止CuCl的氧化；

(5)乙醇易挥发且CuCl不溶于醇，则用醇洗有利于加快除去CuCl表面水分，并防止其水解和氧化；

(6)CuCl在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl+Cl-=[CuCl2]-，增大氯离子浓度，CuCl+Cl-[CuCl2]–平衡向右移动，使生成的氯化亚铜又部分转化为[CuCl2]–；

(7)设Cu2+的最大沉淀率为x，则沉淀前的Cl-、Cu2+的物质的量之比[n(Cl-): n(Cu2+)]=1.1:1，设沉淀前Cu2+为1mol，Cl-为1.1mol，生成的CuCl为xmol，剩余Cl-为(1.1-x)mol；当Cu2+为最大沉淀率时，溶液中Cl-接近为0.1mol，则生成的[CuCl2]-为(1.1-x-0.1)mol=(1-x)mol，平衡时Cl-为[0.1-（1-x）]mol=（x-0.9）mol，根据平衡CuCl+Cl- [CuCl2]-可知平衡常数K===6.5×10-2，解得x=99.39%。