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          氯化亞銅(CuCl)微溶于水,易被氧化,廣泛應用于醫(yī)藥等行業(yè)。以廢銅渣(銅單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為64%,CuO的質(zhì)量分數(shù)為8%,其他雜質(zhì)不含銅元素)為原料,可制備CuCl并獲得副產(chǎn)品(NH42SO4,流程如圖:

          (1)“浸出”時發(fā)生的主要反應有:
          反應Ⅰ.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
          反應Ⅱ.4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+(NH42SO4+3H2O
          ①浸出溫度為20℃時,銅元素浸出率隨時間的變化如圖所示。銅元素浸出率=
          溶液中
          n
          C
          u
          2
          +
          原料中
          [
          n
          C
          u
          +
          n
          C
          u
          O
          ]
          ×100%。

          結合圖像,從反應速率的角度分析,可得出的結論是
          t1前,反應速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應速率減慢,隨反應時間增加,銅元素浸出率增幅減慢
          t1前,反應速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應速率減慢,隨反應時間增加,銅元素浸出率增幅減慢

          ②實際浸出溫度選擇65℃,可提高單位時間內(nèi)銅元素浸出率。若溫度過高,會產(chǎn)生紅棕色氣體,該氣體的化學式為
          NO2
          NO2

          (2)充分浸出后,“還原”時加入的(NH42SO3溶液需略過量,“還原”后的濾液經(jīng)多次循環(huán)可提取一定量的(NH42SO4(忽略轉化流程中雜質(zhì)參與的反應)。
          ①“還原”時(NH42SO3溶液過量的原因是
          稍過量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化
          稍過量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化
           (寫出兩點)。
          ②假設銅元素完全浸出,忽略過量的(NH42SO3,計算100g廢銅渣理論上可制得CuCl與(NH42SO4的物質(zhì)的量
          100g廢銅渣中含有銅64g、氧化銅8g,則銅元素的物質(zhì)的量為(
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          64
          +
          8
          80
          )mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
          4
          ×
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          64
          mol=0.25mol,還原過程中由轉移電子守恒可知銅與亞硫酸銨的比例為2:1,則消耗亞硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
          2
          ×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸銨的物質(zhì)的量為0.55mol,則生成硫酸銨的總物質(zhì)的量為0.25mol+0.55mol=0.8mol
          100g廢銅渣中含有銅64g、氧化銅8g,則銅元素的物質(zhì)的量為(
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          +
          8
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          )mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
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          ×
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          mol=0.25mol,還原過程中由轉移電子守恒可知銅與亞硫酸銨的比例為2:1,則消耗亞硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
          2
          ×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸銨的物質(zhì)的量為0.55mol,則生成硫酸銨的總物質(zhì)的量為0.25mol+0.55mol=0.8mol
           (寫出計算過程)。

          【答案】t1前,反應速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應速率減慢,隨反應時間增加,銅元素浸出率增幅減慢;NO2;稍過量的(NH42SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化;100g廢銅渣中含有銅64g、氧化銅8g,則銅元素的物質(zhì)的量為(
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          +
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          )mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
          4
          ×
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          mol=0.25mol,還原過程中由轉移電子守恒可知銅與亞硫酸銨的比例為2:1,則消耗亞硫酸銨的物質(zhì)的量為
          1
          2
          ×1.1mol=0.55mol,即生成硫酸銨的物質(zhì)的量為0.55mol,則生成硫酸銨的總物質(zhì)的量為0.25mol+0.55mol=0.8mol
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
          發(fā)布:2024/10/19 0:0:1組卷:13引用:2難度:0.5
          相似題
          • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
            氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗
            Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
             

            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
             

            (5)煅燒A的反應方程式是
             

            (6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
          • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

            (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
             
            ;當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
             

            (5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示).

            發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
          • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

            (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
            氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
            開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
            完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,常溫下,當pH=5時,溶液中c(Al3+)=
             
            mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
             

            發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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