Question

[化学——选修2化学与技术]（15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；在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色；下图是工业上以制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生产CuCl的流程如下：

 

根据以上信息回答下列问题：

（1）该生产过程还可以与氯碱工业、硫酸工业生产相结合，工业生产硫酸的方法名称是_____，现代氯碱工业的装置名称是_____________________。

（2）写出生产过程中X__________Y__________（填化学式）。

（3）写出产生CuCl的化学方程式________________________________。

（4）生产中为了提高CuCl产品的质量，采用______________法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是_______________；生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是_____________。

（5）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO₂气体，其理由是______。

（6）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是_______。

（7）工业氯化亚铜的定量分析：

①称取样品0.25g(称准至0.0002g)置于预先放入玻璃珠50粒和10ml过量的FeCl₃溶液250ml锥形瓶中，不断摇动；玻璃珠的作用是____________________________。

②待样品溶解后，加水50ml，邻菲罗啉指示剂2滴；

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；同时做空白试验一次。已知：CuCl + FeCl₃ ＝CuCl₂ + FeCl₂   Fe²⁺ + Ce⁴⁺ ＝Fe³⁺ + Ce³⁺  如此再重复二次测得：

	1	2	3
空白实验消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml)	0.75	0.50	0.80
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml)	24.65	24.75	24.70

④数据处理：计算得该工业CuCl的纯度为_________（平行实验结果相差不能超过0.3%）

Answer

（1）接触法；（1分）离子交换膜电解槽（1分）

（2）Fe、稀盐酸 （2分）

（3）CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O＝2CuCl↓+2H2SO4 （2分）

（4）抽滤或者减压过滤；减少产品CuCl的损失；防止CuCl的水解。 （3分）

（5）Cu+2 H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O，反应中生成的CuSO4和 SO2为1∶1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1﹕1，所以理论上不需要补充SO2气体。（2分）

（6）生产中应防止CuCl的氧化和见光分解 （2分）

（7）加速样品的溶解，0.95或者95% （2分）

【解析】

试题分析：（1）工业生产硫酸的方法名称是接触法；现代氯碱工业的装置名称是离子交换膜电解槽。

（2）根据流程图可知滤液①与过量的Z反应生成刻蚀液，则Z是氯气，刻蚀液是氯化铁，所以滤液①中氯化亚铁，则X应该是铁。铁将溶液中的铜离子置换出，即滤渣①中还有铜及过量的铁粉，利用盐酸溶解生成氯化亚铁和铜，即滤液②是氯化亚铁，滤渣②是铜。

（3）根据流程图可判断产生CuCl的反应物是氯化铜、硫酸铜、SO2和水，因此反应的化学方程式为CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O＝2CuCl↓+2H2SO4。

（4）氯化亚铜微溶于水，因此生产中为了提高CuCl产品的质量，采用抽滤或者减压过滤；由于氯化亚铜不溶于乙醇，所以析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是减少产品CuCl的损失；又因为氯化亚铜难发生水解反应，所以为防止CuCl的水解，生产过程中调节溶液的pH不能过大。

（5）根据反应Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O可知，反应中生成的CuSO4和 SO2为1∶1，在CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2 H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1﹕1，所以理论上不需要补充SO2气体。

（6）由于氯化亚铜在空气中迅速被氧化成绿色，见光则分解，变成褐色，所以在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是生产中应防止CuCl的氧化和见光分解。

（7）①玻璃珠可以增大接触面积，因此玻璃珠的作用是加速样品的溶解。

④由于平行实验结果相差不能超过0.3%，因此第二次实验中的数据误差较大，舍去。1、3两次实验消耗溶液体积的平均值是（24.65ml—0.75mol＋24.70—0.80）ml÷2＝23.9mol。已知：CuCl + FeCl3 ＝CuCl2 + FeCl2、Fe2+ + Ce4+ ＝Fe3+ + Ce3+ ，则CuCl～Ce(SO4)2，所以该工业CuCl的纯度为。

考点：考查物质制备工艺流程图的有关分析、判断与计算