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。若溫度過高,會產(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溶液過量的原因是 稍過量的(NH4)2SO3可以使Cu2+全部被還原,防止CuCl被氧化稍過量的(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;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為14×6464mol=0.25mol,還原過程中由轉(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;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為14×6464mol=0.25mol,還原過程中由轉(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)算過程)。
溶液中
n
(
C
u
2
+
)
原料中
[
n
(
C
u
)
+
n
(
C
u
O
)
]
64
64
8
80
1
4
64
64
1
2
64
64
8
80
1
4
64
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;浸出過程中生成硫酸銨的物質(zhì)的量為×mol=0.25mol,還原過程中由轉(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
64
64
8
80
1
4
64
64
1
2
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/19 0:0:1組卷:12引用:2難度:0.5
相似題
-
1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請回答下列問題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實(shí)驗(yàn)中的可能作用是
A.移走生成物水,同時(shí)讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實(shí)驗(yàn)過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時(shí),停止反應(yīng)
(4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實(shí)驗(yàn)粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />高溫A.開始反應(yīng)時(shí),活塞的狀態(tài)為K1關(guān)閉,K2,K3打開 B.為防止連接管堵塞,反應(yīng)過程中需微熱連接管 C.為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模琣應(yīng)連接盛有NaOH溶液的洗氣裝置 D.反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入CO2排出裝置中殘留的四溴化鈦及溴蒸氣 發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
把好題分享給你的好友吧~~