Question

用NH₄NO₃氧化海綿銅（含Cu和CuO）生產(chǎn)CuCl的部分流程如下：

①步驟Ⅰ中，反應溫度不宜過高的原因是

 

．
②步驟Ⅰ中，0.5molNH₄NO₃參加反應有4mol電子轉(zhuǎn)移、銅參與反應的離子方程式為

 

．
③步驟Ⅱ中，物質(zhì)X可選用的物質(zhì)是

 

（填序號）．
a、Cu        b、Cl₂         c、H₂O₂         d、（NH₄）₂SO₃
④步驟Ⅱ中物質(zhì)X需要過量的原因，其一是加快反應速率，其二是

 

．
⑤步驟Ⅱ當NH₄Cl加到一定量時，生成的CuCl會部分溶解生成

CuCl

- 2

，在一定溫度下建立兩個平衡：
CuCl（s）?Cu⁺（ap）+Cl^-（ap）      Ksp=1.4×10^-6
CuCl（s）+Cl^-（ap）?CuCl₂^- （ap）   K=0.35
分析[Cu⁺]、[CuCl₂^-]和Ksp，K的數(shù)學關(guān)系，在圖中畫出[Cu⁺][CuCl₂^-]的關(guān)系曲線（要求至少標出一個坐標點）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：

分析：海綿銅加入硫酸酸化的硝酸銨，由于酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，可氧化銅，加熱溫度不能太高，硝酸根離子可被還原生成氮氧化物，易導致環(huán)境污染，經(jīng)步驟Ⅰ得到硫酸銨和硫酸銅溶液，經(jīng)步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質(zhì)，注意盡量不要引入新雜質(zhì)，經(jīng)過濾可得到CuCl和硫酸銨溶液，以此解答該題．

解答： 解：海綿銅加入硫酸酸化的硝酸銨，由于酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，可氧化銅，因硝酸銨易分解，則加熱溫度不能太高，經(jīng)步驟Ⅰ得到硫酸銨和硫酸銅溶液，經(jīng)步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質(zhì)，注意盡量不要引入新雜質(zhì)，經(jīng)過濾可得到CuCl和硫酸銨溶液，
①加熱溫度不能太高，硝酸根離子可被還原生成氮氧化物，易導致環(huán)境污染，故答案為：防止生成氮氧化物造成污染；
②0.5molNH₄NO₃參加反應有4mol電子轉(zhuǎn)移，則N元素被還原為-3價，反應的離子方程式為4Cu+NO₃^-+10OH^-=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O，
故答案為：4Cu+NO₃^-+10OH^-=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
③經(jīng)步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質(zhì)，注意盡量不要引入新雜質(zhì)，ad符合，故答案為：ad；
④步驟Ⅱ中物質(zhì)X需要過量，除加快反應速率外，還起到防止CuCl被氧化的作用，故答案為：防止CuCl被氧化；
⑤已知：Ⅰ．CuCl（s）?Cu⁺（ap）+Cl^-（ap）      Ksp=1.4×10^-6
Ⅱ．CuCl（s）+Cl^-（ap）?CuCl₂^- （ap）   K=0.35，
Ⅰ+Ⅱ可得2CuCl（s）?CuCl₂^- （ap）+Cu⁺（ap）K'=[Cu⁺][CuCl₂^-=1.4×10^-6×0.35=0.49××10^-6，即[Cu⁺][CuCl₂^-為常數(shù)，
則圖象為，故答案為：．

點評：本題考查物質(zhì)的制備，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，題目考查較為全面，能較好的培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，難度中等．