Question

【題目】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。工業(yè)上用制作印刷電路的廢液(含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生產(chǎn)CuCl的流程如圖所示：

根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：

（1）寫出生產(chǎn)過(guò)程中X________；Y________(填化學(xué)式)。

（2）析出的CuCl晶體不用水而用無(wú)水乙醇洗滌的目的是________________________；生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)大的原因是________________________。

（3）寫出生成CuCl的化學(xué)方程式：__________________________________。

（4）在CuCl的生成過(guò)程中理論上不需要補(bǔ)充SO2氣體，其理由是_________________。

（5）已知：常溫下Ksp(CuCl)=1.6×10-7，Ksp(CuI)=1.2×10-12，現(xiàn)向CuCl飽和溶液中加入NaI固體至c(I-)=0.1mol/L，此時(shí)溶液中c(Cu+)/c(Cl-)=________。

（6）氯化亞銅的定量分析

①稱取樣品0.25 g置于已放入10 mL過(guò)量的FeCl3溶液的錐形瓶中，不斷搖動(dòng)。

②待樣品溶解后，加水50 mL，鄰菲羅啉指示劑2滴。

③立即用0.10 mol·L－1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)一次。

已知：

CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2；Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。

如此再重復(fù)2次測(cè)得：

	1	2	3
空白實(shí)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 g樣品消耗硫酸鈰 標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL	24.65	25.75	24.90

④數(shù)據(jù)處理：計(jì)算得CuCl的純度為_________(平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差不能超過(guò)0.3%)。

Answer 1

【答案】 Fe HCl 減少產(chǎn)品CuCl的損失 防止CuCl水解 CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4 Cu＋2H2SO4(濃)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O反應(yīng)中生成的CuSO4和SO2的物質(zhì)的量比為1∶1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4反應(yīng)中消耗CuSO4和SO2的物質(zhì)的量比也為1∶1，所以理論上不需要補(bǔ)充SO2氣體 9×10-8 95.52%

【解析】向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－）加入過(guò)量的鐵粉，三價(jià)鐵離子與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過(guò)濾，濾渣為過(guò)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(guò)濾得到濾渣即為銅，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；向?yàn)V液①即氯化亞鐵溶液中通入氯氣轉(zhuǎn)化為氯化鐵，重新獲得刻蝕液。

（1）根據(jù)以上分析可知生產(chǎn)過(guò)程中X、Y分別是Fe、HCl。（2）氯化亞銅(CuCl)微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，因此析出的CuCl晶體不用水而用無(wú)水乙醇洗滌的目的是減少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；（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。（4）依據(jù)圖示可知：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O反應(yīng)中生成的CuSO4和SO2為1：1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4反應(yīng)中消耗CuSO4和SO2也為1﹕1，所以理論上不需要補(bǔ)充SO2氣體。（5）已知：常溫下Ksp(CuCl)＝1.6×10-7，Ksp(CuI)＝1.2×10-12，現(xiàn)向CuCl飽和溶液中加入NaI固體至c(I-)＝0.1mol/L，則根據(jù)Ksp(CuI)＝1.2×10-12可知此時(shí)c(Cu+)＝1.2×10-11mol/L，根據(jù)Ksp(CuCl)=1.6×10-7可知此時(shí)c(Cl-)＝mol/L，所以溶液中c(Cu+)/c(Cl-)＝9×10-8；（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%可知滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積是24.0mL，結(jié)合方程式CuCl＋FeCl3＝CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋＝Fe3＋＋Ce3＋可知CuCl的純度為24.0×10-3L×0.1 molL-1×99.5gmol-1/0.25g×100%＝95.52%。