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【题目】以硫化铜精矿为原料生产CuCl的工艺过程如下:

已知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,海绵铜中含少量CuO等。

(1)经测定氧化酸浸过程有单质S生成,写出此过程中的化学方程式_____________

(2)步骤中得到的氧化产物是____________,溶解温度应控制在60—70℃,原因是_____________

(3)写出步骤中主要反应的离子方程式_____________

(4)步骤先加NH4Cl、再加入亚硫酸铵时无沉淀,加水稀释就产生大量臼色沉淀,其原因_____________

(5)步骤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_____________(写名称)。

(6)上述工艺中,步骤不能省略,理由是_____________

(7)上述浓缩液中含有Iˉ、CIˉ等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中中_____________。(已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17)

【答案】2CuS+2H2SO4+O2=2CuSO4+2S+2H2OCuSO4Cu2+温度低溶解速度慢,温度过高铵盐分解2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+步骤3先加NH4Cl,氯离子浓度较大,产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系;氯化亚铜难溶于水,所以加水稀释就产生大量白色沉淀硫酸醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化4.72×10-7

【解析】

(1)由题意知氧化酸浸过程有单质S、CuSO4H2O生成,所以此反应的化学方程式2CuS+2H2SO4+O2=2CuSO4+2S+2H2O。

(2)由于酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,可氧化Cu生成CuSO4Cu2+溶解温度应控制在60-70,原因是温度太低溶解速度慢,温度过高铵盐分解故答案为:CuSO4Cu2+;温度低溶解速度慢,温度过高铵盐分解

(3)酸性条件下硝酸根离子具有氧化性,可氧化海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸铜,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl,发生反应的离子方程式为:2Cu2++ SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+ SO42-+2H+。答案: 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+

(4)CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系。所以步骤3先加NH4Cl,氯离子浓度较大,产生的氯化亚铜能溶于氯离子浓度较大的体系;氯化亚铜难溶于水,所以加水稀释就产生大量白色沉淀

(5)因为在潮湿空气中CuCl易水解氧化,为了防止CuCl溶解氧化引入新杂质,所以应加入硫酸,不能加入硝酸等氧化性酸,因为CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,所以也不能加入盐酸。答案:硫酸

(6)步骤为醇洗,因乙醇沸点低,易挥发, CuCl又难溶于醇,所以用乙醇洗涤,可快速除去固体表面的水分,防止CuCl水解、氧化,故答案为:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化

(7)根据沉淀溶解平衡常数:溶液中=[c(Ag+)/c(Ag+))]= Ksp(AgI)/ Ksp(AgCl) =(8.5×10-17) / (1.8×10-10)= 4.72×10-7答案:4.72×10-7

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选项

A

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物质

T

G

W

10min时,c/(mol/L)

0.5

0.8

0.2

20min时,c/(mol/L)

0.3

0.2

0.6

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