Question

【題目】氯化亞銅是一種重要的化工原料，廣泛應用于有機合成、石油、油脂、染料等工業。一種利用低品位銅礦(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)為原料制取CuCl的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）步驟Ⅰ“浸取”前需將銅礦粉碎的目的是______；“浸取”時，被氧化的元素有___(填元素符號)。

（2）已知Cu2+、Mn2+、Fe3+開始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表，則步驟Ⅱ“中和”時，pH應控制的范圍為_______________；

物質	Cu(OH)2	Mn(OH)2	Fe(OH)3
開始沉淀pH	4.7	8.3	1.2
完全沉淀pH	6.7	9.8	3.2

已知25℃時Ksp（MnCO3）=2.4×10—11、離子濃度為1.0×10－5mol/L時即完全沉淀，步驟Ⅲ中Mn2+完全沉淀時c(CO32—)= ________________。

（3）步驟IV加熱“蒸氨”時發生反應的化學方程式為________________。

（4）步驟VI反應的離子方程式為______________，其中鹽酸需過量，其原因是________________。

（5）步驟Ⅶ獲得CuCl晶體需經過濾、洗滌、干燥。洗滌時，常有無水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑的優點是______________(寫一點)。

Answer 1

【答案】 增大反應物接觸面，加快反應速率和提高原料的浸取率 Cu、S和Fe 3.2≤pH<4.7 2.4×10—6mol/L Cu(NH3)4CO3CuO+4NH3↑+CO2↑ CuO+4Cl-+2H++Cu =2[CuCl2]-+H2O 防止Cu2+和Cu+水解，提高CuCl產率 避免CuCl溶于水而損失(或防止被氧化，或縮短干燥時間降低能耗，或其他合理答案）

【解析】試題分析：(1)將銅礦粉碎，可以增大增大反應物接觸面；根據流程圖，酸浸時Cu2S、CuS及FeO中銅元素、鐵元素、硫元素化合價都升高；（2）步驟Ⅱ“中和”的目的是除去Fe3+，要保證Fe3+完全沉淀，而Cu2+、Mn2+不沉淀；根據Ksp（MnCO3）=2.4×10—11，計算Mn2+完全沉淀時c(CO32—)；（3）步驟IV加熱“蒸氨”時Cu(NH3)4CO3分解為CuO、NH3、CO2；（4）步驟VI CuO、HCl、Cu 反應生成 Na[CuCl2] 和H2O；鹽酸過量可以防止Cu2+和Cu+水解；（5）用無水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑可以避免CuCl溶于水而損失；

解析：(1)將銅礦粉碎，可以增大增大反應物接觸面，加快反應速率和提高原料的浸取率；根據流程圖，酸浸時Cu2S、CuS及FeO中銅元素、鐵元素、硫元素化合價都升高，所以被氧化的元素有Cu、S和Fe；（2）步驟Ⅱ“中和”的目的是除去Fe3+，要保證Fe3+完全沉淀需要pH ≥3.2，而Cu2+、Mn2+不沉淀需要pH<4.7，所以pH應控制的范圍為3.2≤pH<4.7；根據Ksp（MnCO3）=2.4×10—11， c(CO32—)= 2.4×10—6mol/L；（3）步驟IV加熱“蒸氨”時Cu(NH3)4CO3分解為CuO、NH3、CO2，反應方程式是Cu(NH3)4CO3CuO+4NH3↑+CO2↑；（4）步驟VI CuO、HCl、Cu 反應生成 Na[CuCl2] 和H2O，反應離子方程式是CuO+4Cl-+2H++Cu =2[CuCl2]-+H2O；鹽酸過量可以防止Cu2+和Cu+水解，提高CuCl產率；（5）用無水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑可以避免CuCl溶于水而損失；