Question

1．氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸．下圖是工業(yè)上用印刷電路的蝕刻液的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生產(chǎn)CuCl的流程：

按要求回答下列問題：
（1）廢液①的主要含有的金屬陽離子是Fe²⁺（填化學(xué)符號，下同）；廢渣①的主要含有的物質(zhì)是Fe和Cu；Y為HCl．
（2）檢驗Z過量的方法是取少量蝕刻液于試管中，滴加少量品紅溶液，若品紅褪色，證明Cl₂過量，若不褪色，證明不足．
（3）寫出廢渣②生成二氧化硫的化學(xué)方程式Cu+2 H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（4）為得到純凈的CuCl晶體，可用下列b（填序號） 進行洗滌．
a．純凈水    b．乙醇    c．稀硫酸    d．氯化銅溶液
（5）生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解．
（6）寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺．
（7）氯化亞銅的定量分析：
①稱取樣品0.25g加入10ml過量的FeCl₃溶液250ml錐形瓶中，不斷搖動；②待樣品溶解后，加水50ml和2滴指示劑；③立即用0.10mol•L^-1硫酸鈰標準溶液滴至綠色出現(xiàn)為終點；④重復(fù)三次，消耗硫酸鈰溶液平均體積為25.00mL．
已知：CuCl 的分子式量為99；CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂；Fe²⁺+Ce⁴⁺═Fe³⁺+Ce³⁺．則CuCl的純度為99%．

Answer 1

分析 要利用制作印刷電路的廢液制備氯化亞銅，首先應(yīng)制備并分離出銅，向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣即為銅，廢液①中加入Z位氯水氧化亞鐵離子為鐵離子，得到蝕刻液，然后銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅；
（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅；過濾后濾渣中含有銅和鐵，依據(jù)銅和鐵的活潑性，加入鹽酸分離二者；
（2）檢驗Z過量的方法是利用氯氣具有漂白性，可以使有機色素的物質(zhì)褪色設(shè)計檢驗；
（3）廢渣②生成二氧化硫的反應(yīng)是銅和濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成；
（4）CuCl是一種白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，乙醇洗滌可以減少CuCl的損失；
（5）生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大是防止其水解生成沉淀；
（6）依據(jù)圖示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、CuCl，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；
（7）依據(jù)方程式中各反應(yīng)物量之間的關(guān)系計算CuCl的純度．

解答 解：向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣即為銅，廢液①中加入Z位氯水氧化亞鐵離子為鐵離子，得到蝕刻液，然后銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅；
（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，將銅分離出來，
故答案為：Fe²⁺，F(xiàn)e，Cu；HCl；
（2）Z為氯氣，檢驗Z過量的方法是利用氯氣具有漂白性，可以使有機色素的物質(zhì)褪色設(shè)計檢驗，①取少量蝕刻液于試管中，②滴加少量品紅溶液，③若品紅褪色，證明Cl₂過量，若不褪色，證明不足，
故答案為：取少量蝕刻液于試管中，滴加少量品紅溶液，若品紅褪色，證明Cl₂過量，若不褪色，證明不足；
（3）廢渣②生成二氧化硫的反應(yīng)是銅和濃硫酸在加熱
條件下反應(yīng)生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2 H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2 H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（4）生產(chǎn)中為了提高CuCl產(chǎn)品的質(zhì)量，采用抽濾或者減壓過濾法快速過濾，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌的目的是減少CuCl的損失，
故答案為：b；
（5）生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解，
故答案為：防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解；
（6）依據(jù)圖示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、CuCl，產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式依據(jù)得失電子守恒得到：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺
故答案為：SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺；
（7）滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是25.00ml，結(jié)合方程式可知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，
CuCl的純度為$\frac{25.00×1{0}^{-3}L×0.1mol/L×99g/mol}{0.25g}$×100%=99%，
故答案為：99%．

點評 本題為工藝流程題，為高考熱點和難點，涉及物質(zhì)的分離、物質(zhì)的制備，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，題目難度較大．