Question

4．氯化亞銅是重要的銅鹽系列化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥、電鍵有機(jī)合成等行業(yè)．以工業(yè)海綿銅（主要成分是CuO和Cu）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)硫酸銅進(jìn)而生產(chǎn)氯化亞銅，生產(chǎn)工藝流程圖如下：

已知還原、氯化步驟發(fā)生的反應(yīng)為：
2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄
思考并回答下列問題．
（1）溶解時(shí)生成的還原產(chǎn)物在酸性溶液中穩(wěn)定存在，請寫出此時(shí)的氧化還原反應(yīng)離子方程4Cu+10H⁺+NO₃^-=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O
（2）該工藝得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄
（3）產(chǎn)品的洗滌方法是先用pH=2的稀H₂SO₄洗，后用95%的酒精洗，請?jiān)O(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)稀H₂SO₄洗時(shí)是否能洗干凈：取最后一次洗滌液于試管中，加入氫氧化鈉固體并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，則樣品未洗滌干凈，否則洗滌干凈．

Answer 1

分析 海綿銅加入硫酸和硝酸銨溶解得到溶液主要是硫酸銅，硫酸銨等，加入亞硫酸銨還原硫酸銅加入氯化銨氯化發(fā)生反應(yīng)2CuSO₄+（NH₄）2SO₃+2NH₄Cl+H₂O=2CuCl↓+2（NH₄）₂SO₄+H₂SO₄，過濾得到固體為CuCl，濾液主要是硫酸銨和硫酸；
（1）溶解時(shí)生成的還原產(chǎn)物在酸性溶液中穩(wěn)定存在，銅在硝酸銨和硫酸溶液中被硝酸氧化生成銅離子，硝酸根離子被還原為銨根離子；
（2）上述分析可知濾液主要是硫酸銨和硫酸，得到副產(chǎn)品為硫酸銨；
（3）得到的CuCl經(jīng)硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化，檢驗(yàn)稀H₂SO₄洗時(shí)是否能洗干凈，是取最后一次洗滌液檢驗(yàn)是否含有硫酸銨，檢驗(yàn)銨根的存在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)．

解答 解：（1）銅在硝酸銨和硫酸溶液中被硝酸氧化生成銅離子，硝酸鋇還原為銨根離子，此時(shí)的氧化還原反應(yīng)離子方程為4Cu+10H⁺+NO₃^-=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O，
故答案為：4Cu+10H⁺+NO₃^-=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
（2）上述分析可知濾液主要是硫酸銨和硫酸，得到副產(chǎn)品為硫酸銨，
故答案為：（NH₄）₂SO₄；
（3）由流程可知，經(jīng)酸洗、水洗后得到硫酸銨，則應(yīng)加入硫酸，為防止CuCl溶解，不能加入硝酸等氧化性酸，也不能加入鹽酸，防止引入新雜質(zhì)，產(chǎn)品的洗滌方法是先用pH=2的稀H₂SO₄洗，后用95%的酒精洗，因乙醇沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，則用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化，檢驗(yàn)稀H₂SO₄洗時(shí)是否能洗干凈，可以取最后一次洗滌液于試管中，加入氫氧化鈉固體并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，則樣品未洗滌干凈，否則洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液于試管中，加入氫氧化鈉固體并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，則樣品未洗滌干凈，否則洗滌干凈．

點(diǎn)評 本題考查了銅及其化合物性質(zhì)的理解應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)產(chǎn)物的判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．