Question

氯化亞銅是一種重要的化工產(chǎn)品，常用作有機(jī)合成催化劑，還可用于顏料，防腐等工業(yè)．該物質(zhì)是微溶于水的白色固體，露置于空氣中易被氧化為綠色的堿式氯化銅（Cu₂（0H） ₃CI），在熱水中易水解生成氧化銅水合物而呈紅色．以下是一種采用亞硫酸鹽還原法，從含銅電鍍廢水中制備氯化亞銅的工藝流程如圖1．
已知Ksp：Cucl：1.2×10^-4　 CuOH：1.4×10^-15　Cu （OH） ₂：1.6×10^-10
請回答以下問題：
（1）寫出反應(yīng)①制備氯化亞銅的離子反應(yīng)方程式：______．
（2）為提高CuCl的產(chǎn)率，常在反應(yīng)①的體系中加入稀堿溶液，調(diào)節(jié)pH至3.5．這樣做的目的是______．
（3）圖2是各反應(yīng)物在最佳配比條件下，反應(yīng)溫度對CuCl產(chǎn)率影響．由圖2可知，溶液溫度控制在______時(shí)，CuCl產(chǎn)率能達(dá)到94%，隨后隨溫度升高CuCl產(chǎn)率會下降，其原因是______．
（4）若要提高Cucl的產(chǎn)率你認(rèn)為還可采取的措施有______．
（5）寫出氯化亞銅在空氣中被氧化的化學(xué)方程式______．
（6）反應(yīng)①也可用鐵代替亞硫酸鈉，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______．

Answer 1

解：（1）由圖示可知，反應(yīng)物有：Cu²⁺、SO₃^2-、Cl^-，生成物有CuCl₂、SO₄^-，由于是氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)發(fā)生了變化，根據(jù)電子得失和質(zhì)量守恒進(jìn)行配平：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=CuCl₂↓+SO₄^-+2H⁺，故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=CuCl₂↓+SO₄^-+2H⁺；
（2）因減少生成物的濃度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，OH^-中和了反應(yīng)中的H⁺，有利于平衡向右移動(dòng)，提高CuCl的產(chǎn)率．但當(dāng)OH^-濃度過大時(shí)，Cu⁺能與OH^-結(jié)合，生成氫氧化亞銅沉淀（Cu²⁺能與OH^-結(jié)合，生成氫氧化銅沉淀），從而降低了CuCl的產(chǎn)率，
故答案為：OH^-中和了反應(yīng)中的H⁺，有利于平衡向右移動(dòng)，提高CuCl的產(chǎn)率．但當(dāng)OH^-濃度過大時(shí)，Cu⁺能與OH^-結(jié)合，生成氫氧化亞銅沉淀，從而降低了CuCl的產(chǎn)率；
（3）根據(jù)圖象可知，因在60℃時(shí)CuCl產(chǎn)率最大，根據(jù)信息可知，隨溫度升高，促進(jìn)了CuCl的水解，CuCl被氧化的速度加快，
故答案為：60℃溫度過高，一是促進(jìn)了CuCl的水解，二是促進(jìn)了CuCl與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)；
（4）因溫度升高，促進(jìn)了CuCl與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以反應(yīng)①在隔絕空氣條件下（還原氣氛）進(jìn)行可以提高CuCl的產(chǎn)率，故答案為：反應(yīng)①在隔絕空氣條件下進(jìn)行；
（5）根據(jù)氧化產(chǎn)物結(jié)合氧化還原反應(yīng)的電子守恒和原子守恒寫出化學(xué)方程式并配平：4CuCl+O₂+4H₂O=2Cu₂（OH）₃Cl+2HCl，故答案為：4CuCl+O₂+4H₂O=2Cu₂（OH）₃Cl+2HCl；
（6）應(yīng)①也可用鐵代替亞硫酸鈉，鐵起的作用是做還原劑，把二價(jià)銅離子還原為氯化亞銅，本身被氧化為二價(jià)鐵鹽，書寫化學(xué)方程式為2CuSO₄+2NaCl+Fe=2CuCl↓+FeSO₄+Na₂SO₄，
故答案為：2CuSO₄+2NaCl+Fe=2CuCl↓+FeSO₄+Na₂SO₄．
分析：（1）根據(jù)題目信息及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識，書寫配平離子方程式；
（2）根據(jù)平衡移動(dòng)原理，減少生成物的濃度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)；
（3）根據(jù)此溫度下CuCl產(chǎn)率最大；根據(jù)信息可知，考慮溫度過高，促進(jìn)了CuCl的水解，同時(shí)加快反應(yīng)速率，CuCl易被氧化為綠色的高價(jià)銅鹽；
（4）考慮隔絕空氣條件下進(jìn)行；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)升降規(guī)律，結(jié)合給出的氧化產(chǎn)物，寫出化學(xué)方程式；
（6）加入鐵替代亞硫酸鈉，所起的作用相同，做還原劑，把俄二價(jià)銅還原為一價(jià)銅，由于銅離子氧化性較弱，溶液中反應(yīng)的鐵被氧化為二價(jià)，根據(jù)原子守恒、電子守恒書寫化學(xué)方程式．
點(diǎn)評：本題主要考查了CuCl的制備，對制備過程中的有關(guān)知識進(jìn)行了考查，氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)和規(guī)律的應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力和運(yùn)用知識的能力．