Question

(18分)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^－）生产CuCl的流程：

按要求回答下列问题：

（1）废液①的主要含有的金属阳离子是_____(填化学符号，下同)；废渣①的主要含有的物质是________；Y为_______。

（2）检验Z过量的方法是______________________________。

（3）写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式___________________________。

（4）为得到纯净的CuCl晶体，可用下列_________(填序号)进行洗涤。

a．纯净水    b．乙醇    c．稀硫酸    d．氯化铜溶液

（5）生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是____________________________。

（6）写出产生CuCl的离子方程式___________________________________________。

（7）氯化亚铜的定量分析：

①称取样品0.25g加入10ml过量的FeCl₃溶液250ml锥形瓶中，不断摇动；

②待样品溶解后，加水50ml和2滴指示剂；

③立即用0.10 mol·L^-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点；

④重复三次，消耗硫酸铈溶液平均体积为25.00mL。

已知：CuCl的分子式量为99；CuCl + FeCl₃ =CuCl₂ + FeCl₂；Fe²⁺ + Ce⁴⁺ = Fe³⁺ + Ce³⁺。则CuCl的纯度为____________。

Answer

(18分除标明分值外，其余每空均为2分) （1）Fe2+；Fe和Cu；HCl(每种物质1分)

（2）①取少量蚀刻液于试管中，②滴加少量品红溶液，③若品红褪色，证明Cl2过量，若不褪色，证明不足。(3分，每个要点1分，只写褪色结论不扣分)

（3）Cu+2 H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O(不写条件扣1分) （4）b

（5）防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解

（6）SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O====2CuCl↓+SO42-+4H+ （7）99%(3分)

【解析】

试题分析：（1）根据流程图可知废渣①中含有铜，这说明X应该是铁，将溶液中的铜离子置换出来。同时溶液中的铁离子也氧化铁，因此废液①的主要含有的金属阳离子是Fe2+ ；在反应中铁是过量的，则废渣①的主要含有的物质是Fe和Cu；Y能溶解废渣①中的铁，这说明Y应该是盐酸。

（2）废液①与Z反应得到刻蚀液，这说明Z应该是氯气，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子。如果氯气过量，则溶液中含有次氯酸，次氯酸具有强氧化性，可以用品红溶液检验，所以检验Z过量的方法是取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，若品红褪色，证明Cl2过量，若不褪色，证明不足。

（3）废渣②是铜，在加热的条件下与浓硫酸反应生成硫酸铜、SO2和H2O，反应的方程式为Cu+2 H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O。

（4）氯化亚铜微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，因此应该用乙醇洗涤，不能用水和氯化铜溶液洗涤。由于制备氯化亚铜的同时还有硫酸生成，因此也不能用稀硫酸洗涤，答案选b。

（5）pH过大，则碱性过强，容易生成氢氧化铜沉淀，同时也是为了防止氯化亚铜水解。

（6）氯化铜与SO2反应生成氯化亚铜、硫酸，反应的离子方程式为SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O＝2CuCl↓+SO42-+4H+。

（7）消耗硫酸铈的物质的量是0.10mol/L×0.025L＝0.0025mol，则根据CuCl + FeCl3 =CuCl2 + FeCl2、Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+可知

CuCl～ FeCl3 ～ FeCl2 ～ Ce4+

1mol 1mol

0.0025mol 0.0025mol

所以氯化亚铜的质量是0.0025mol×99g/mol＝0.2475g

则CuCl的纯度为×100%＝99%。

考点：考查物质制备工艺流程图的有关分析、判断与计算等