Question

氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化变成绿色；见光分解变成褐色。如图是工业上用制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl⁻）生产CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：

（1）生产过程中X的化学式为____。

（2）写出产生CuCl的离子方程式：____。

（3）实验探究pH对CuCl产率的影响如表所示：

pH	1	2	3	4	5	6	7
CuCl产率/%	70	90	82	78	75	72	70

析出CuCl晶体最佳pH为____，当pH较大时CuCl产率变低原因是____。调节pH时，___（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是____。

（4）氯化亚铜的定量

①称取样品0.25g和过量的FeCl₃溶液于锥形瓶中，充分溶解。

②用0.10mol·L⁻¹硫酸铈标准溶液滴定。已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂、Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺。三次平行实验结果如表（平行实验结果相差不能超过1%）：

平行实验次数	1	2	3
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）	24.35	24.05	23.95

则样品中CuCl的纯度为_____。（结果保留三位有效数字）。

（5）由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu₂O。第一步CuCl水解的离子方程式为：CuCl(s)＋H₂O(l)CuOH(s)＋Cl⁻ (aq)＋H⁺(aq)，第二步CuOH热分解的化学方程式为____。第一步CuCl水解反应的平衡常数K与此温度下K_W、K_sp(CuOH)、K_sp(CuCl)的关系为K＝____。

Answer

Fe 2Cu2++ 2Cl−+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42- 2 Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小； 不能 硝酸会与产品CuCl发生反应 95.5% 2CuOHCu2O+H2O Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)

【解析】

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，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，则X为Fe、Y为HCl，

故答案为：Fe；

（2）依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，依据得失电子守恒其方程式为：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，离子反应方程式：2Cu2++ 2Cl−+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-

故答案为：2Cu2++ 2Cl−+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-；

（3）由表中数据可知，pH=2时，CuCl产率最高；pH较大时，Cu2+水解程度增大，导致反应生成CuCl减少；硝酸具有强氧化性，能将产品CuCl氧化生成Cu2+，所以不能用相同pH的硝酸代替硫酸，

故答案为：2；Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小；不能；硝酸会与产品CuCl发生反应；

（4）根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过1%，体积为24.35mL，误差大舍去，则滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积为： =24mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，CuCl～Ce4+，CuCl的纯度为：×100%=95.5%，

故答案为：95.5%．

（5）CuOH热分解的化学方程式为2CuOHCu2O+H2O；CuCl（s）+H2O（l）⇌CuOH（s）+Cl-（aq）+H+（aq），平衡常数K=c（H+）c（Cl-）=×

答案为：