Question

【题目】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图所示。

回答下列问题：

（1）CuCl中Cu元素在周期表中的位置为___________。

（2）步骤①中N元素被还原为最低价，则Cu溶解的离子方程式为________。溶解温度应控制在60~70℃，原因是______________。

（3）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、Cu2+的物质的量之比与Cu2+沉淀率的关系如图所示，当氯化铵用量增加到一定浓度后氯化亚铜的沉淀率减少，原因是________。

（4）步骤⑥加入乙醇洗涤的目的是__________。

（5）氯化亚铜的定量分析：

①称取样品0.250g和10mL过量的FeCl3溶液于250mL锥形瓶中，充分溶解；

②用0.100mol·L－1硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液测定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。

三次平衡实验结果如下表（平衡实验结果相差不能超过1%）：

平衡实验次数	1	2	3
0.250g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）	24.35	24.05	23.95

则样品中CuCl的纯度为_______（结果保留3位有效数字）。

Answer 1

【答案】 第四周期第IB族 4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O 温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解 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 醇洗有利于加快除去CuCl表面的水分，防止其水解氧化 95.5%

【解析】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2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+，得到的CuCl经硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗涤，烘干得到氯化亚铜。

（1）CuCl中Cu元素在周期表中的位置为第四周期第IB族，故答案为：第四周期第IB族；

（2）步骤①中由于酸性条件下硝酸根离子具有氧化性，可氧化Cu生成CuSO4，反应为4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+（NH4）2SO4+3H2O，离子方程式为4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O。温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解，因此溶解温度应控制在60~70℃，故答案为：4Cu+NO3－+10H+=4Cu2－+NH4－+3H2O；温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解；

（3）步骤③中铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl，发生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，故答案为：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；

（4）步骤⑥加入乙醇洗涤，因乙醇沸点低，易挥发，则用乙醇洗涤，可快速除去固体表面的水分，防止水解、氧化，故答案为：醇洗有利于加快除去CuCl表面的水分，防止其水解氧化；

（5）根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过1%，体积为24.35mL，误差大舍去，滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积为24.00mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，CuCl的纯度为24×10-3L×0.1 molL-1×99.5gmol-1÷0.25g×100%=95.5%；故答案为：95.5%。