Question

氯化亚铜(CuCl)广泛应用于冶金、电镀、医药等行业。某同学以含铜废料(主要成分是 CuO、MgO、MnO、SiO₂及少量的杂质)为主要原料制备CuCl的主要流程如下：

 

已知：①CuCl难溶于水和乙醇 ，在潮湿的空气中易被氧化；

②在水溶液中存在平衡 ：CuCl(白色)+2Cl^-[CuCl₃]^2-(色无溶液)。

③几种金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

氢氧化物	开始沉淀的 pH	完全沉淀的 pH
Mg(OH)2	8. 4	10. 8
Cu(OH)2	4.2	6. 7
Mn(OH)2	7. 8	8. 8

问答下列问题：

(1)滤渣1 的主要成分是    _________________(写化学式，下同)。

(2)“调pH”所用粉末状试剂 X 是_____________；pH的调节范闱为____________。

(3)“反应”发生 Cu²⁺ +Cu+6Cl^-=2[CuCl₃]^2-，表明已完全反应的现象是_______________。

(4)向“滤液3” 加大量的水，过滤可得 CuCl。所得沉淀需再用乙醇洗涤．并在低温下干燥，其原因是___________。

(5)产品纯度的测定，步骤如下：称取mg试样置于锥形瓶中，加入直径 4 ~ 5 mm 玻璃珠适量，并加入 10 mL FeCl₃溶液，摇动至样品全部溶解后(CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂)，再加入50 mL，水和2滴邻菲罗啉指示剂，立刻用c mol• L^-1 的硫酸高铈[Ce(SO₄)₂]标准溶液滴定(Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺)'滴至终点时共消耗硫酸高铈标准溶液V mL。

①锥形瓶中加入玻璃珠的作用是____________________。

②样品中 CuCl 的质量分数为_____(列出表达式即可 , 用含(c、m、V的代数式表示)。

Answer

SiO2 CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3 6.7≤pH＜7.8 溶液由蓝色变为无色 CuCl不溶于乙醇且乙醇易挥发，低温干燥时可防止CuCl变质 搅拌以加速CuCl的溶解 ×100%

【解析】

含铜废料(主要成分是 CuO、MgO、MnO、SiO2及少量的杂质)加入稀硫酸进行酸浸溶解并进行过滤1，由于SiO2不与稀硫酸反应，则得到的滤渣1为SiO2，滤液为主要含有Cu2+、Mg2+、Mn2+及的酸性溶液，向滤液中加入X试剂调节滤液pH值并进行过滤2，可将滤液中的Cu2+转化为沉淀从滤液中分离出来，则滤液2主要含有Mg2+、Mn2+及，过滤后得到的沉淀Cu(OH)2，向其加稀硫酸进行溶解得到含有Cu2+的蓝色溶液，向溶液中加入NaCl、浓硫酸及过量铜粉，发生反应：Cu2+ +Cu+6Cl-=2[CuCl3]2-，转化为含有[CuCl3]2-的无色溶液，再进行过滤3得到含有[CuCl3]2-滤液3，对滤液3进行一系列的操作后得到产品氯化亚铜(CuCl)，据此分析解答。

(1)根据分析，滤渣1 的主要成分是SiO2；

(2)“调pH”的目的是将滤液中的Cu2+转化为沉淀从酸性滤液中分离出来，所用粉末状试剂 X 可与滤液中的氢离子反应改变溶液的pH值并且不形成其他难溶性杂质沉淀，则粉末状试剂 X可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3的任意一种；调节pH只允许Cu2+完全转化为沉淀，Mg2+、Mn2+仍然留在滤液中，根据表格中金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH数据，pH的调节范闱为6.7≤pH＜7.8；

(3)向过滤2后得到的沉淀Cu(OH)2中加稀硫酸进行溶解得到含有Cu2+的蓝色溶液，“反应”步骤发生 Cu2++Cu+6Cl-=2[CuCl3]2-，根据已知信息可知[CuCl3]2-无色，则表明已完全反应的现象是溶液由蓝色变为无色；

(4)向“滤液3” 加大量的水，过滤可得 CuCl。所得沉淀需再用乙醇洗涤．并在低温下干燥，其原因是CuCl不溶于乙醇且乙醇易挥发，低温干燥时可防止CuCl变质；

(5)①锥形瓶中加入玻璃珠的作用是搅拌以加速CuCl的溶解；

②根据反应CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+可得：CuCl~ Fe2+~Ce(SO4)2，则n(CuCl)=n[Ce(SO4)2]=cmol• L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，m(CuCl)= cV×10-3mol×99.5g/mol=99.5×cV×10-3g，则样品中 CuCl 的质量分数为。