Question

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：

⑴ 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的成分是_____________，Y为__________。

⑵废液①与Z反应的离子方程式为：______________________。

⑶ 写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式_____________________。

⑷ 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

⑸ 生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是___________________。

⑹ 写出产生CuCl的离子方程式_______________________。

⑺ 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250mlL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

⑴ Fe2+（1分） Fe、Cu（1分） HCl（1分）

⑵ 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－ 或 2Fe2+ +2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O （2分，合理答案即可）

⑶ Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O（2分，不写条件扣1分）⑷ b（1分）

⑸ 防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解（2分）

⑹ SO2 + 2Cu2+ + 2Cl－ + 2H2O ═ 2CuCl↓+ SO42－+ 4H+ （2分） ⑺ 99% (2分)

【解析】

试题分析：向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，废液①中加入Z为氯水或双氧水，氧化亚铁离子为铁离子，得到蚀刻液，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；

（1）印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来；

（2）根据以上分析可知废液①与Z反应的离子方程式为2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－或2Fe2+ +2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O；

（3）废渣②生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热条件下反应生成，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O；

（4）为减少CuCl的损失，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤，答案选b；

（5）生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解；

（6）依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，反应的离子方程式为：SO2 + 2Cu2+ + 2Cl－ + 2H2O ═ 2CuCl↓+ SO42－+ 4H+；

（7）滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是25.00ml，结合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，CuCl的纯度为（25.00×10−3L×0.1mol/L×99g/mol）/0.25g×100%=99%。

考点：考查物质制备工艺流程图分析