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氯化亚铜(CuCl)微溶于水,易被氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,CuO的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料,可制备CuCl并获得副产品(NH42SO4,流程如图:

(1)“浸出”时发生的主要反应有:
反应Ⅰ.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
反应Ⅱ.4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+(NH42SO4+3H2O
①浸出温度为20℃时,铜元素浸出率随时间的变化如图所示。铜元素浸出率=
溶液中
n
C
u
2
+
原料中
[
n
C
u
+
n
C
u
O
]
×100%。

结合图像,从反应速率的角度分析,可得出的结论是
t1前,反应速率较快,铜元素浸出率提高较快;t1后,反应速率减慢,随反应时间增加,铜元素浸出率增幅减慢
t1前,反应速率较快,铜元素浸出率提高较快;t1后,反应速率减慢,随反应时间增加,铜元素浸出率增幅减慢

②实际浸出温度选择65℃,可提高单位时间内铜元素浸出率。若温度过高,会产生红棕色气体,该气体的化学式为
NO2
NO2

(2)充分浸出后,“还原”时加入的(NH42SO3溶液需略过量,“还原”后的滤液经多次循环可提取一定量的(NH42SO4(忽略转化流程中杂质参与的反应)。
①“还原”时(NH42SO3溶液过量的原因是
稍过量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被还原,防止CuCl被氧化
稍过量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被还原,防止CuCl被氧化
 (写出两点)。
②假设铜元素完全浸出,忽略过量的(NH42SO3,计算100g废铜渣理论上可制得CuCl与(NH42SO4的物质的量
100g废铜渣中含有铜64g、氧化铜8g,则铜元素的物质的量为(
64
64
+
8
80
)mol=1.1mol,则氯化亚铜的物质的量为1.1mol;浸出过程中生成硫酸铵的物质的量为
1
4
×
64
64
mol=0.25mol,还原过程中由转移电子守恒可知铜与亚硫酸铵的比例为2:1,则消耗亚硫酸铵的物质的量为
1
2
×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸铵的物质的量为0.55mol,则生成硫酸铵的总物质的量为0.25mol+0.55mol=0.8mol
100g废铜渣中含有铜64g、氧化铜8g,则铜元素的物质的量为(
64
64
+
8
80
)mol=1.1mol,则氯化亚铜的物质的量为1.1mol;浸出过程中生成硫酸铵的物质的量为
1
4
×
64
64
mol=0.25mol,还原过程中由转移电子守恒可知铜与亚硫酸铵的比例为2:1,则消耗亚硫酸铵的物质的量为
1
2
×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸铵的物质的量为0.55mol,则生成硫酸铵的总物质的量为0.25mol+0.55mol=0.8mol
 (写出计算过程)。

【答案】t1前,反应速率较快,铜元素浸出率提高较快;t1后,反应速率减慢,随反应时间增加,铜元素浸出率增幅减慢;NO2;稍过量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被还原,防止CuCl被氧化;100g废铜渣中含有铜64g、氧化铜8g,则铜元素的物质的量为(
64
64
+
8
80
)mol=1.1mol,则氯化亚铜的物质的量为1.1mol;浸出过程中生成硫酸铵的物质的量为
1
4
×
64
64
mol=0.25mol,还原过程中由转移电子守恒可知铜与亚硫酸铵的比例为2:1,则消耗亚硫酸铵的物质的量为
1
2
×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸铵的物质的量为0.55mol,则生成硫酸铵的总物质的量为0.25mol+0.55mol=0.8mol
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/19 0:0:1组卷:12引用:2难度:0.5
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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