Question

16．氯化亞銅（CuCl）常用作有機(jī)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，在空氣中迅速被氧化成綠色，見(jiàn)光分解變成褐色；如圖是工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生產(chǎn)CuCl的流程如下：

根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）該生產(chǎn)過(guò)程可以與氯堿工業(yè)、硫酸工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，現(xiàn)代氯堿工業(yè)的裝置名稱(chēng)是離子交換膜電解槽_此空刪去．
（2）流程中的X是Fe，Y是HCl （均填化學(xué)式）．
（3）產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式為CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄．
（4）為了提髙CuCl產(chǎn)品的質(zhì)量，采用抽濾或者減壓過(guò)濾法快速過(guò)濾，析出的CuCl晶體不用水洗滌而用無(wú)水乙醇洗滌，其目的是CuCl微溶于水、不溶于乙醇，用乙醇洗滌可減少產(chǎn)品CuCl的損失，生產(chǎn)過(guò)程中控制溶液的pH不能過(guò)大的原因是溶液pH大會(huì)促進(jìn)CuCl的水解．
（5）在CuCl的生成過(guò)程中除環(huán)境問(wèn)題、安全問(wèn)題外，還應(yīng)該注意的關(guān)鍵問(wèn)題是防止CuCl的氧化和見(jiàn)光分解．
（6）氯化亞銅的定量分析：
①稱(chēng)取樣品0.25g 置于預(yù)先放入10mL過(guò)量的FeCl₃溶液250mL的錐形瓶中，不斷搖動(dòng)；
②待樣品溶解后，加水50mL、鄰菲羅啉指示劑2滴；
③立即用0.10mol•L^-1硫酸鈰Ce（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至綠色出現(xiàn)為終點(diǎn)．同時(shí)做空白試驗(yàn)一次．已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂   Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，如此再重復(fù)二次實(shí)驗(yàn)得到以下數(shù)據(jù)：

	1	2	3
空白試驗(yàn)消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）	0.75	0.50	0.80
0.25克樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（ml）	24.65	24.75	24.70

（說(shuō)明：空白試驗(yàn)指在不加試樣的情況下按試樣分析規(guī)程在同樣的操作條件下進(jìn)行的分析，所得結(jié)果的數(shù)值為空白值）
④數(shù)據(jù)處理：計(jì)算得該工業(yè)CuCl的純度為95%．（平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不能超過(guò)0.3%）

Answer 1

分析 要利用制作印刷電路的廢液制備CuCl，首先應(yīng)制備并分離出Cu，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(guò)量的Fe粉，F(xiàn)e³⁺與Fe粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，Cu²⁺與Fe反應(yīng)生成Cu，然后過(guò)濾，濾渣為過(guò)量的Fe和生成的Cu，依據(jù)Cu與Fe活潑性，將濾渣溶于鹽酸，Cu與鹽酸不反應(yīng)，過(guò)濾得到濾渣即為Cu，然后Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄和SO₂，Cu與Cl₂反應(yīng)生成CuCl₂，CuSO₄、SO₂、CuCl₂反應(yīng)生成CuCl；
（1）氯堿工業(yè)的裝置是離子交換膜電解槽；
（2）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價(jià)鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅；過(guò)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；
（3）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；
（4）抽濾或者減壓過(guò)濾可以快速過(guò)濾，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，生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)大是防止其水解生成沉淀；
（5）依據(jù)氯化亞銅具有還原性，易被氧化而變質(zhì)，具有見(jiàn)光分解的性質(zhì)解答；
（6）依據(jù)方程式中各反應(yīng)物量之間的關(guān)系計(jì)算CuCl的純度．

解答 解：要利用制作印刷電路的廢液制備CuCl，首先應(yīng)制備并分離出Cu，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(guò)量的Fe粉，F(xiàn)e³⁺與Fe粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，Cu²⁺與Fe反應(yīng)生成Cu，然后過(guò)濾，濾渣為過(guò)量的Fe和生成的Cu，依據(jù)Cu與Fe活潑性，將濾渣溶于鹽酸，Cu與鹽酸不反應(yīng)，過(guò)濾得到濾渣即為Cu，然后Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄和SO₂，Cu與Cl₂反應(yīng)生成CuCl₂，CuSO₄、SO₂、CuCl₂反應(yīng)生成CuCl；
（1）氯堿工業(yè)的裝置是離子交換膜電解槽，
故答案為：離子交換膜電解槽；
（2）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價(jià)鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過(guò)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(lái)，
故答案為：Fe；HCl；
（3）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，
故答案為：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄；
（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(guò)濾法快速過(guò)濾，析出的CuCl晶體不用水而用無(wú)水乙醇洗滌的目的是：CuCl微溶于水、不溶于乙醇，用乙醇洗滌可減少CuCl的損失，生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)大的原因是防止CuCl水解；
故答案為：抽濾或者減壓過(guò)濾；CuCl微溶于水、不溶于乙醇，用乙醇洗滌可減少產(chǎn)品CuCl的損失；溶液pH大會(huì)促進(jìn)CuCl的水解；
（5）氯化亞銅具有還原性，易被氧化而變質(zhì)，具有見(jiàn)光分解，所以生產(chǎn)中應(yīng)防止CuCl的氧化和見(jiàn)光分解，減少產(chǎn)品CuCl的損失，
故答案為：防止CuCl的氧化和見(jiàn)光分解；
（6）根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)及平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不能超過(guò)0.3%，滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積是23.9ml，結(jié)合方程式可知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，CuCl的純度為$\frac{23.9×1{0}^{-3}L×0.1mol/L×99.5g/mol}{0.25g}$×100%=95%，
故答案為：95%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)分離、物質(zhì)制備、氧化還原反應(yīng)、元素化合物性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，正確獲取題干信息并靈活運(yùn)用信息解答問(wèn)題是解本題關(guān)鍵，注意CuCl性質(zhì)特點(diǎn)，題目難度中等．