氯化亞銅(CuCl)微溶于水,易被氧化,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥等行業(yè)。以廢銅渣(銅單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%,CuO的質(zhì)量分?jǐn)?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(NH4)2SO4,流程如圖:
(1)“浸出”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)有:
反應(yīng)Ⅰ.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
反應(yīng)Ⅱ.4Cu+NH4NO3+5H2SO4=4CuSO4+(NH4)2SO4+3H2O
①浸出溫度為20℃時(shí),銅元素浸出率隨時(shí)間的變化如圖所示。銅元素浸出率=溶液中n(Cu2+)原料中[n(Cu)+n(CuO)]×100%。
結(jié)合圖像,從反應(yīng)速率的角度分析,可得出的結(jié)論是 t1前,反應(yīng)速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應(yīng)速率減慢,隨反應(yīng)時(shí)間增加,銅元素浸出率增幅減慢t1前,反應(yīng)速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應(yīng)速率減慢,隨反應(yīng)時(shí)間增加,銅元素浸出率增幅減慢。
②實(shí)際浸出溫度選擇65℃,可提高單位時(shí)間內(nèi)銅元素浸出率。若溫度過(guò)高,會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體,該氣體的化學(xué)式為 NO2NO2。
(2)充分浸出后,“還原”時(shí)加入的(NH4)2SO3溶液需略過(guò)量,“還原”后的濾液經(jīng)多次循環(huán)可提取一定量的(NH4)2SO4(忽略轉(zhuǎn)化流程中雜質(zhì)參與的反應(yīng))。
①“還原”時(shí)(NH4)2SO3溶液過(guò)量的原因是 稍過(guò)量的(NH4)2SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化稍過(guò)量的(NH4)2SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化 (寫出兩點(diǎn))。
②假設(shè)銅元素完全浸出,忽略過(guò)量的(NH4)2SO3,計(jì)算100g廢銅渣理論上可制得CuCl與(NH4)2SO4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(6464+880)mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過(guò)程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為14×6464mol=0.25mol,還原過(guò)程中由轉(zhuǎn)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12×1.1mol=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=0.8mol100g廢銅渣中含有銅64g、氧化銅8g,則銅元素的物質(zhì)的量為(6464+880)mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過(guò)程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為14×6464mol=0.25mol,還原過(guò)程中由轉(zhuǎn)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12×1.1mol=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(jì)算過(guò)程)。
溶液中
n
(
C
u
2
+
)
原料中
[
n
(
C
u
)
+
n
(
C
u
O
)
]
64
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8
80
1
4
64
64
1
2
64
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8
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1
4
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64
1
2
【答案】t1前,反應(yīng)速率較快,銅元素浸出率提高較快;t1后,反應(yīng)速率減慢,隨反應(yīng)時(shí)間增加,銅元素浸出率增幅減慢;NO2;稍過(guò)量的(NH4)2SO3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(+)mol=1.1mol,則氯化亞銅的物質(zhì)的量為1.1mol;浸出過(guò)程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為×mol=0.25mol,還原過(guò)程中由轉(zhuǎn)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×1.1mol=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
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/19 0:0:1組卷:12引用:2難度:0.5
相似題
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1.實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的方法是將苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液加熱到55~60℃反應(yīng),已知苯與硝基苯的基本物理性質(zhì)如下表所示:
熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 狀態(tài) 苯 5.51℃ 80.1 液體 硝基苯 5.7℃ 210.9℃ 液體
(2)分離硝基苯和水的混合物的方法是
(3)實(shí)驗(yàn)室制取少量硝基苯:
①實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇
②用水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:49引用:2難度:0.5 -
2.某同學(xué)查閱資料得知,無(wú)水三氯化鋁能催化乙醇制備乙烯,為探究適宜的反應(yīng)溫度,設(shè)計(jì)如圖反應(yīng)裝置:
?
檢驗(yàn)裝置氣密性后,在圓底燒瓶中加入5g無(wú)水三氯化鋁,加熱至100℃,通過(guò)A加入10mL無(wú)水乙醇,觀察并記錄C中溶液褪色的時(shí)間。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),分別觀察并記錄在110℃、120℃、130℃、140℃時(shí)C中溶液褪色的時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。完成下列填空:
(1)儀器B的名稱是
a.水
b.酒精
c.油
d.乙酸
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,判斷適宜的反應(yīng)溫度為
(3)在140℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色,可能的原因是
(4)在120℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若將B改為裝有濃硫酸的洗氣瓶,長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色,可能的原因是
(5)教材中用乙醇和濃硫酸在170℃時(shí)制備乙烯。和教材實(shí)驗(yàn)相比,用三氯化鋁做催化劑制備乙烯的優(yōu)點(diǎn)有
工業(yè)無(wú)水氯化鋁含量測(cè)定的主要原理是:Ag++Cl-=AgCl↓。將1.400g工業(yè)無(wú)水氯化鋁樣品溶解后配成500mL溶液,量取25.00mL置于錐形瓶中,用濃度為0.1000mol?L-1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液15.30mL。
(6)該樣品中AlCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
(7)某次測(cè)定結(jié)果誤差為-2.1%,可能會(huì)造成此結(jié)果的原因是
a.稱量樣品時(shí)少量吸水潮解
b.配制AlCl3溶液時(shí)未洗滌燒杯
c.滴定管水洗后未用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗
d.樣品中含有少量Al(NO3)3雜質(zhì)發(fā)布:2024/12/30 16:0:2組卷:26引用:3難度:0.5 -
3.已知:①、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)是一種白色粉末,易溶于水,難溶于乙醇.②4HCl+2Na2S2O4═4NaCl+S↓+3SO2↑+2H2O某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
I.制備:75℃時(shí),將甲酸鈉和純堿加入乙醇水溶液溶解后,再加入裝置 C 中,然后通入 SO2進(jìn)行反應(yīng),其反應(yīng)方程式為:2HCOONa+Na2CO3+4SO2═2Na2S2O4+3CO2+H2O.
分析并回答下列問(wèn)題:
(1)裝置(圖)A中滴加濃硫酸的儀器名稱是
(2)C 中多孔球泡的作用是
(3)裝置 D的作用是檢驗(yàn)裝置 C中 SO2的吸收效率,D中的試劑可以是
a.酚酞溶液 b.氫氧化鈉溶液 c.品紅溶液 d.酸性KMnO4溶液
(4)裝置E的作用
II.Na2S2O4 的性質(zhì)】
取純凈的 Na2S2O4晶體,配成溶液,進(jìn)行下列性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn),完成表的空格(供選擇的試劑:淀粉-KI 溶液、紫色石蕊試液、稀硝酸、BaCl2 溶液)
III.【測(cè)定 Na2S2O4 的純度】假設(shè) 操作 現(xiàn)象 原理 Na2S2O4 為強(qiáng) 堿弱酸鹽,其溶 液為堿性. 取少量溶液于試管中,
滴加溶液變 成藍(lán)色 S2O42-水解,使溶液成堿性 Na2S2O4 中 S為+3 價(jià),具有較強(qiáng) 的還原性. 取少量溶液于試管中,
滴加過(guò)量新制氯水,再 滴加 BaCl2 溶有白色沉淀生 成 該反應(yīng)的離子方程式為:
取 8.00g制備的晶體溶解后,加入足量稀硫酸,充分反應(yīng)后,過(guò)濾、洗滌、干燥.得固體 0.64g.則 Na2S2O4 的純度為發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.5
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