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(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
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1
2
64
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8
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1
4
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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
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8
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1
4
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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
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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(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(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
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(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(5)煅燒A的反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(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(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(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
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(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(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(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
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)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