Question

氯化亚铜（CuCl）是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔点422℃，沸点1366℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水（含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质）。Cu、稀硫酸，SO₂等为原料合成CuCl的工艺如下：

（1）反应I中加BaCl₂溶液的作用是          ，步骤①②不能交换，原因是              。

（2）我国主要采用煅烧硫铁矿制取二氧化硫，其化学方程式为                 ，将二氧化硫转变为三氧化硫的设备名称为                   。

（3）反应V的化学方程式为                              。

（4）反应VI的离子方程式为                             。

（5）反应VI后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70℃真空干燥的目的是              。

（6）320g铜经反应V和反应VI制CuCl，若反应V中铜的转化率为90%，反应VI中硫酸铜的损失率为5%，可得到95%的CuCl的质量为            （保留小数点后两位）。

Answer

（1）沉淀SO42- ；过量的Ba2+无法除去；

（2）4FeS2 +11O22Fe2O3 +8SO2 ；接触室（1分）；

（3）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；

（4）2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O =SO42-+4H++2CuCl↓；

（5）加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化；

（6）447.75g。

【解析】

试题分析：（1）粗盐溶液中的Ca2+ 、Mg2+、SO42-等杂质反应Ⅰ所加的过量的Ba2+，是为了沉淀溶液中的SO42-；①加入BaCl2溶液可以除去SO42-，再加入Na2CO3溶液，可以除去原溶液中含有的Ca2+ 、Mg2+极为了除去SO42-而引入的杂质Ba2+，若①②交换，过量的Ba2+就无法除去，不能达到净化除杂的目的；（2） 在高温下FeS2于空气发生反应，产生氧化铁和SO2，反应的方程式是：4FeS2 +11O22Fe2O3 +8SO2；在接触室中将二氧化硫转变为三氧化硫；（3） 根据示意图可知：反应V是Cu与氧气、硫酸发生反应产生硫酸铜和水。反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；（4） 根据示意图可知：反应VI是Cu2+强SO2氧化为硫酸，Cu2+倍还原产生Cu+，与溶液中的Cl-结合形成CuCl沉淀，反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+ SO2+2H2O =SO42-+4H++2CuCl↓；（5） 于70℃真空干燥CuCl的目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化；（6）320g铜的物质的量是n(Cu)=320g÷64g/mol=5mol，经反应V和反应VI制CuCl，若反应V中铜的转化率为90%，反应VI中硫酸铜的损失率为5%，则利用的Cu的物质的量是n(Cu)= 5mol×90%×(1-5%)=4.275mol，则根据Cu元素守恒，可得到95%的CuCl的质量为4.275mol×99.5g/mol÷95%=447.75g。

考点：考查物质的分离和提纯的方法以及操作、化学方程式、离子方程式的书写及有关物质的量的化学计算的知识。