Question

（15分）氯化亚铜（CuCl）是一种白色固体，微溶于水，不溶于酒精。研究该物质的应用新领域、生产新方法及生产过程中的环保新措施都具有重要意义。

（1）镁—氯化亚铜海水电池，可用于鱼雷上。该电池被海水激活时，正极导电能力增强，同时产生气泡，则正极上被还原的物质有      、      （填化学式）。

（2）工业上以铜作催化剂，氯代甲烷和硅粉反应合成甲基氯硅烷的过程中产生大量废渣（主要成分为硅粉、铜、碳等）。某课外小组以该废渣为原料制CuCl，流程示意图如下：

回答下列问题：

①氯代甲烷有4种，其中属于重要工业溶剂的是            （写出化学式）。

②“还原”阶段，SO₃^2－将Cu^2＋还原得[CuCl₂]^－，完成下列离子方程式。

Cu^2＋+Cl^－+SO₃^2－+     ＝[CuCl₂]^－+     +    

③在稀释过程中存在下列两个平衡：

ⅰ.[CuCl₂]^－CuCl＋Cl^－    K＝2.32

ⅱ.CuCl(s)Cu⁺(aq)＋Cl^－   K_sp＝1.2×10^－6

当[CuCl₂]^－完成转化时（c([CuCl₂]^－)≤1.0×10^－5 mol·L^－1），溶液中c(Cu^＋)≥    。

④获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是     （写一点）。

（3）工业生产CuCl过程中产生浓度为2～3 g·L^－1的含铜废水，对人及环境都有较大的危害，必须进行回收利用。用萃取法富集废水中的铜，过程如下：

①实验室完成步骤ⅰ时，依次在分液漏斗中加入曝气后的废水和有机萃取剂，经振荡并        后，置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层。分离上下层液体时，应先        ，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。

②写出步骤ⅱ的离子方程式：                。

Answer

（1）CuCl、H2O（或H＋）（各1分，共2分） （2）①CHCl3或CCl4（任写一个就得分，1分）

②2Cu2＋＋4Cl－＋1SO32－＋1 H2O ＝2[CuCl2]－＋1 SO42－ ＋2 H＋ （3分）

③5.17×10-2mol·L-1 （2分） ④避免CuCl溶于水而损失（或其他合理答案）（2分）

（3）①放气（1分） 打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔）（1分）

②R2Cu＋2H＋＝Cu2＋＋2RH（3分）

【解析】

试题分析：（1）镁是活泼的金属，因此在镁—氯化亚铜海水电池中镁是负极，失去电子，正极得到电子，发生还原反应。该电池被海水激活时，正极导电能力增强，同时产生气泡，该气体应该是氢气，这说明正极上得到电子的物质有CuCl、H2O（或H＋）。

（2）①氯代甲烷有4种，其中属于重要工业溶剂的是CHCl3或CCl4。

②根据方程式可知，在反应中铜元素的化合价从＋2价降低到+1价，得到1个电子。硫元素的化合价从+4价升高到+6价，失去2个电子，所以根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1.根据原子守恒和电荷守恒可知，反应前还有水参加，反应后还有氢离子生成，因此配平后的离子方程式为2Cu2＋＋4Cl－＋SO32－＋H2O ＝2[CuCl2]－＋SO42－ ＋2H＋。

③根据方程式可知K＝、Ksp＝c(Cu＋)·c(Cl－)，则c(Cu＋)＝ ，因此（c([CuCl2]－)≤1.0×10－5 mol·L－1），溶液中c(Cu＋)≥5.17×10-2mol·L-1。

④CuCl在有机溶剂中的溶解度小能，用无水乙醇代替蒸馏水可以避免CuCl溶于水而损失。

（3）①在振荡过程中有关随时放气。分液时应该打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔）。

②铜离子与氢离子交换加入水层，因此反应的离子方程式为R2Cu＋2H＋＝Cu2＋＋2RH。

考点：考查原电池应用、氧化还原反应配平、溶解平衡、萃取分液以及离子方程式的书写