Question

5．氯化亚铜是一种应用较广的催化剂，易水解．工业上以低品位铜矿砂（主要成分CuS）为原料制备氯化亚铜的工艺流程如下：

（1）酸溶1中加入MnO₂的作用是氧化剂（选填“催化剂”、“氧化剂”或“还原剂”）．
（2）已知除锰步骤中Mn²⁺转化为MnCO₃沉淀，该反应的离子方程式为：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺；而溶液中的CuSO₄转变为CuNH₄CO₃留在溶液中．
（3）蒸氨步骤会得到CuO固体，该步骤在减压条件下进行的原因是减压有利于气体逸出．
（4）写出合成步骤中发生反应的化学方程式2NaCl+Na₂SO₃+2CuSO₄+H₂O=2CuCl+2Na₂SO₄+H₂SO₄．
（5）有些工艺将合成步骤中的原料NaCl与Na₂SO₃换为NH₄Cl和（NH₄）₂SO₃，则可获得一种可作为氮肥的副产品，其化学式为（NH₄）₂SO₄[或NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和H₂SO₄等]．
（6）洗涤步骤中先用稀盐酸洗，再用无水乙醇洗涤．写出CuCl发生水解的化学方程式CuCl+H₂O?CuOH+HCl．

Answer 1

分析 以低品位铜矿砂（主要成分CuS）为原料制备氯化亚铜的路线为：在酸溶1步骤中，硫酸溶液中加入二氧化锰、硫化铜，发生氧化还原反应生成硫单质，二氧化锰被还原为二价锰离子留在溶液中；然后在除锰步骤中，二价锰离子转化为碳酸锰沉淀，溶液中CuSO₄转变为[Cu（NH₃）₄]CO₃留在溶液中，蒸氨步骤中[Cu（NH₃）₄]CO₃发生分解反应得到CuO固体、氨气与二氧化碳，再用硫酸溶解CuO得到CuSO₄，在合成步骤中，氯化钠、亚硫酸钠、硫酸铜反应生成氯化亚铜和硫酸钠和硫酸，再经过过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜，洗涤沉淀时，为减少CuCl溶解损失，根据溶解平衡，先用盐酸洗涤，再用乙醇洗涤，据此解答．

解答 解：（1）酸溶1和除锰过程为：硫酸溶液中加入二氧化锰、硫化铜，发生氧化还原反应生成硫单质，二氧化锰被还原为二价锰离子留在溶液中；然后在除锰步骤中，二价锰离子转化为碳酸锰沉淀，可知：锰元素化合价降低，所以二氧化锰做氧化剂；
故答案为：氧化剂；  
（2）依据除锰过程可知：溶液中加入氨气、碳酸氢铵，与溶液中的二价锰离子反应生成碳酸锰和铵根离子，方程式：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺；
故答案为：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺；
（3）气体的溶解度随着压强的增大而增大，所以减小压强有利于氨气的逸出；
故答案为：减压有利于气体逸出；
（4）在合成步骤中，氯化钠、亚硫酸钠、硫酸铜反应生成氯化亚铜和硫酸钠和硫酸，方程式为：2NaCl+Na₂SO₃+2CuSO₄+H₂O=2CuCl+2Na₂SO₄+H₂SO₄；
故答案为：2NaCl+Na₂SO₃+2CuSO₄+H₂O=2CuCl+2Na₂SO₄+H₂SO₄；
（5）将合成步骤的NaCl与Na₂SO₃换为NH₄Cl 和（NH₄）₂SO₃，滤液中含有硫酸铵、硫酸，可获得一种可用作氮肥的副产品，可能为：（NH₄）₂SO₄[或NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和H₂SO₄等]；
故答案为：（NH₄）₂SO₄[或NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄和H₂SO₄等]；
（6）氯化亚铜存在沉淀溶解平衡：CuCl（s）  Cu⁺（aq）+Cl^-（aq），洗涤氯化亚铜时，为避免氯化亚铜因溶解而损坏，所以应先用盐酸洗涤，然后用乙醇洗涤；CuCl发生水解的化学方程式为CuCl+H₂O?CuOH+HCl，
故答案为：稀盐酸；CuCl+H₂O?CuOH+HCl．

点评 本题通过氯化亚铜制备的工艺流程考查了铜及其化合物的性质，准确把握工艺流程是解题关键，题目难度较大．