Question

工业上用低品铜矿（主要含CuS、FeO等）制备氯化亚铜（CuCl）的一种工艺流程如图:

已知:①CuCl微溶于水，不溶于乙醇,露置于潮湿的空气中易被氧化。②氧化时,NH₄NO₃中N元素主要被还原为最低价态,少部分被还原为NO。

（1）“氧化”阶段的温度需控制在65℃，其适宜的加热方式为_________，该步骤中FeO被NH₄NO₃氧化,写出主要反应的离子方程式: ________。

（2）在实验室进行实验时，“氧化"阶段反应可在如图所示装置中进行。

①实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是______。

②通入氧气的目的是____________。

（3）利用惰性电极电解CuCl₂溶液也可制取CuCl，阴极电极反应式为________。

（4）已知常温下CuCl在水溶液中Ksp=1.2×10^-6，工艺流程最后一步析出CuCl晶体后的溶液中，如果c（Cl^-）=4.0 mol·L^-1,则c（Cu⁺）=_____。

（5）已知pH对CuCl沉淀率的影响如图所示，请设计从“过滤II”所得的滤液中获取CuCl的实验方案；______________ （实验中必须使用的试剂有：NaCl溶液、Na₂SO₃溶液、NaOH溶液、95%乙醇）。

Answer

水浴加热 8FeO+NO3-+26H+＝8Fe3++NH4++11H2O 硝酸铵溶于水吸热 将三颈瓶中的NO、NO2转化为HNO3 Cu2++Cl-+e-＝CuCl（Cu2++e-＝Cu+） 3.0×10-7 mol·L-1 边搅拌边向滤液中滴加稍过量的Na2SO3溶液和NaCl溶液，然后缓慢滴加NaOH溶液至溶液pH为3.5，过滤，用95%乙醇洗涤、干燥，密封保存

【解析】

低品铜矿(主要含CuS、FeO等)溶解于硫酸、硝酸铵溶液发生氧化还原反应，S、Fe元素分别被氧化为SO42-、Fe3+，过滤I分离出滤渣Ⅰ为不溶性杂质，再加CuO促进铁离子水解，过滤II分离出滤渣II为氢氧化铁，滤液中含Cu2+再加入过量的Na2SO3溶液和NaCl溶液发生SO32-+2Cu2++2Cl-+H2O＝2CuCl↓+SO42-+2H+，生成CuCl沉淀，加NaOH调节pH为3.5，过滤、醇洗最后烘干得到CuCl，以此来解答。

(1)“氧化”阶段的温度需控制在65℃，其适宜的加热方式为水浴加热，可控制温度；该步骤中FeO被NH4NO3氧化，主要反应的离子方程式为8FeO+NO3-+26H+＝8Fe3++NH4++11H2O，故答案为：水浴加热；8FeO+NO3-+26H+＝8Fe3++NH4++11H2O；

(2)①实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是硝酸铵溶于水吸热，故答案为：硝酸铵溶于水吸热；

②通入氧气的目的是将三颈瓶中的NO、NO2转化为HNO3，故答案为：将三颈瓶中的NO、NO2转化为HNO3；

(3)电解池中阴极得电子发生还原反应，在该电解池中Cu2+得电子生成Cu+，故答案为：Cu2++Cl-+e-＝CuCl(Cu2++e-＝Cu+)；

(4)Ksp[CuCl]=c(Cl-)·c(Cu+)=1.2×10-6，所以如果c(Cl-)=4.0 mol·L-1，则c(Cu+)=，故答案为：；

(5)由图可知，从“过滤Ⅱ”所得的滤液中获取CuCl的实验方案为边搅拌边向滤液中滴加稍过量的Na2SO3溶液和NaCl溶液，然后缓慢滴加NaOH溶液至溶液pH为3.5，过滤，用95%乙醇洗涤，干燥，密封保存，故答案为：边搅拌边向滤液中滴加稍过量的Na2SO3溶液和NaCl溶液，然后缓慢滴加NaOH溶液至溶液pH为3.5，过滤，用95%乙醇洗涤，干燥，密封保存。