Question

【題目】氯化亞銅（CuCl，白色、易被氧化，Ksp=1.2×10-6）廣泛用作催化劑、脫臭劑、脫色劑等。工業上用初級銅礦粉（主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等）制備活性CuCl的流程如下：

（1）濾渣Ⅰ是Fe(OH)3和單質硫的混合物，反應Ⅰ中Cu2S參與反應的化學方程式為：Cu2S+MnO2 + H2SO4→CuSO4 +S+MnSO4 + H2O（未配平）；氧化產物為：__________。

（2）除Mn2+時得MnCO3沉淀，該反應的離子方程式為_________________________。

（3）已知：Cu(OH)2可溶于氨水形成深藍色溶液。Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH－。蒸氨條件及蒸氨效果見下表：

序號	溫度/℃	時間/min	壓強/KPa	殘液顏色
a	110	60	101.3	淺藍色
b	100	40	74.6	幾乎很淺
c	90	30	60.0	無色透明

由表中信息可知蒸氨的條件應選_______（填序號），請用平衡移動原理解釋選擇該條件的原因是__________________________________________________。

（4）反應Ⅱ的離子方程式___________________________。

（5）實驗證明通過如圖裝置也可獲得CuCl，現象為陰極：產生無色氣體；陽極：有白色膠狀沉淀生成且逐漸增多；U形管底部：靠近陰極區白色膠狀沉淀逐漸轉化為淡黃色沉淀。

①生成CuCl的電極反應式為________________________________。

②有同學提出：淡黃色沉淀可能是CuOH，以下是從資料中查閱到CuOH的有關信息，哪些可以支持該同學的說法________。（填序號）

a．容易脫水變成紅色的Cu2O

b．CuOH是黃色或淡黃色固體，不溶于水

c．CuOH的Ksp=2×10-15

dCu(OH)2

Answer 1

【答案】CuSO4、S Mn2+ +HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH+H2O c 減小壓強，平衡逆向移動，利于蒸氨 SO2 +2Cu2++2Cl+2H2O===2CuCl↓+SO+4H+ Cu-e+Cl===CuCl↓ b c

【解析】

以初級銅礦粉（主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等）制備氯化亞銅的路線為：在反應I中向銅礦粉中加入硫酸溶液、二氧化錳，發生氧化還原反應生成硫單質，二氧化錳被還原為二價錳離子留在溶液中，溶液中含有銅離子、鐵離子；向溶液中加入氨水，沉淀鐵離子為氫氧化亞鐵，過濾，濾渣Ⅰ是Fe（OH）3和單質硫的混合物，然后濾液中加入碳酸氫銨除錳離子，二價錳離子轉化為碳酸錳沉淀，然后蒸氨得到氫氧化銅沉淀，發生分解反應得到CuO固體、氨氣與二氧化碳，再用鹽酸溶解CuO得到CuCl2，通入二氧化硫氣體得到氯化亞銅沉淀，以此解答該題。

（1）Cu2S參與反應的化學方程式為：Cu2S+MnO2+H2SO4→CuSO4+S+MnSO4+H2O，在該反應中，Mn元素的化合價由+4價降低為+2價，MnSO4為還原產物，銅元素化合價由Cu2S中的+1價升高到CuSO4中的+2價，S元素的化合價由Cu2S中的-2價升高至單質S中的0價，故CuSO4和S為氧化產物；故答案為：CuSO4、S。

（2）除Mn2+時加入氨水和NH4HCO3得MnCO3沉淀，反應的離子方程式為：Mn2++HCO3-+NH3H2O=MnCO3↓+NH4++H2O；故答案為：Mn2++HCO3-+NH3H2O=MnCO3↓+NH4++H2O。

（3）根據流程，蒸氨時[Cu(NH3)4]2+先變成Cu(OH)2，根據表中信息，c得到的殘液顏色為無色透明，說明[Cu(NH3)4]2+的轉化率很大，蒸氨效果較好，蒸氨的條件應選c；選擇該條件的原因是：減小壓強，平衡Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH－逆向移動，利于蒸氨；故答案為：c；減小壓強，平衡逆向移動，利于蒸氨。

（4）反應Ⅱ為向CuCl2溶液中通入二氧化硫制得CuCl，CuCl2被還原成CuCl，SO2被氧化成SO42-，離子方程式為：SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+；故答案為：SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。

（5）①該電解池中陰極水中的氫離子得電子，陽極由銅電極失去電子結合氯離子生成CuCl沉淀，生成CuCl的電極反應式為：Cu-e-+Cl-=CuCl↓；

故答案為：Cu-e-+Cl-=CuCl↓。

②靠近陰極區白色膠狀沉淀逐漸轉化為淡黃色沉淀，淡黃色沉淀可能是CuOH，說明CuOH是黃色或淡黃色固體，不溶于水，Ksp（CuCl）=1.2×10-6，Ksp（CuOH）=2×10-15，說明CuOH的溶解度較之CuCl的溶解度更小，可能為CuCl沉淀轉化為CuOH沉淀；

故答案為：bc。