Question

（15分）氯化亞銅（CuCl）是一種白色固體，微溶于水，不溶于酒精。研究該物質(zhì)的應(yīng)用新領(lǐng)域、生產(chǎn)新方法及生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保新措施都具有重要意義。

（1）鎂—氯化亞銅海水電池，可用于魚雷上。該電池被海水激活時(shí)，正極導(dǎo)電能力增強(qiáng)，同時(shí)產(chǎn)生氣泡，則正極上被還原的物質(zhì)有 、 （填化學(xué)式）。

（2）工業(yè)上以銅作催化劑，氯代甲烷和硅粉反應(yīng)合成甲基氯硅烷的過(guò)程中產(chǎn)生大量廢渣（主要成分為硅粉、銅、碳等）。某課外小組以該廢渣為原料制CuCl，流程示意圖如下：

回答下列問(wèn)題：

①氯代甲烷有4種，其中屬于重要工業(yè)溶劑的是 （寫出化學(xué)式）。

②“還原”階段，SO32－將Cu2＋還原得[CuCl2]－，完成下列離子方程式。

Cu2＋+Cl－+SO32－+ ＝[CuCl2]－+ +

③在稀釋過(guò)程中存在下列兩個(gè)平衡：

ⅰ [CuCl2]－CuCl＋Cl－ K＝2.32

ⅱ CuCl(s)Cu+(aq)＋Cl－ Ksp＝1.2×10－6

當(dāng)[CuCl2]－完成轉(zhuǎn)化時(shí)（c([CuCl2]－)≤1.0×10－5 mol·L－1），溶液中c(Cu＋)≥ 。

④獲得CuCl晶體需經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥。洗滌時(shí)，常用無(wú)水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)是 （寫一點(diǎn)）。

（3）工業(yè)生產(chǎn)CuCl過(guò)程中產(chǎn)生濃度為2～3 g·L－1的含銅廢水，對(duì)人及環(huán)境都有較大的危害，必須進(jìn)行回收利用。用萃取法富集廢水中的銅，過(guò)程如下：

①實(shí)驗(yàn)室完成步驟ⅰ時(shí)，依次在分液漏斗中加入曝氣后的廢水和有機(jī)萃取劑，經(jīng)振蕩并 后，置于鐵架臺(tái)的鐵圈上靜置片刻，分層。分離上下層液體時(shí)，應(yīng)先 ，然后打開(kāi)活塞放出下層液體，上層液體從上口倒出。

②寫出步驟ⅱ的離子方程式： 。

 

Answer 1

（1）CuCl、H2O（或H＋）（各1分，共2分） （2）①CHCl3或CCl4（任寫一個(gè)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溶于水而損失（或其他合理答案）（2分）

（3）①放氣（1分） 打開(kāi)上口玻璃塞（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔）（1分）

②R2Cu＋2H＋＝Cu2＋＋2RH（3分）

【解析】

試題分析：（1）鎂是活潑的金屬，因此在鎂—氯化亞銅海水電池中鎂是負(fù)極，失去電子，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。該電池被海水激活時(shí)，正極導(dǎo)電能力增強(qiáng)，同時(shí)產(chǎn)生氣泡，該氣體應(yīng)該是氫氣，這說(shuō)明正極上得到電子的物質(zhì)有CuCl、H2O（或H＋）。

（2）①氯代甲烷有4種，其中屬于重要工業(yè)溶劑的是CHCl3或CCl4。

②根據(jù)方程式可知，在反應(yīng)中銅元素的化合價(jià)從＋2價(jià)降低到+1價(jià)，得到1個(gè)電子。硫元素的化合價(jià)從+4價(jià)升高到+6價(jià)，失去2個(gè)電子，所以根據(jù)電子得失守恒可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2:1.根據(jù)原子守恒和電荷守恒可知，反應(yīng)前還有水參加，反應(yīng)后還有氫離子生成，因此配平后的離子方程式為2Cu2＋＋4Cl－＋SO32－＋H2O ＝2[CuCl2]－＋SO42－ ＋2H＋。

③根據(jù)方程式可知K＝、Ksp＝c(Cu＋)·c(Cl－)，則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在有機(jī)溶劑中的溶解度小能，用無(wú)水乙醇代替蒸餾水可以避免CuCl溶于水而損失。

（3）①在振蕩過(guò)程中有關(guān)隨時(shí)放氣。分液時(shí)應(yīng)該打開(kāi)上口玻璃塞（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔）。

②銅離子與氫離子交換加入水層，因此反應(yīng)的離子方程式為R2Cu＋2H＋＝Cu2＋＋2RH。

考點(diǎn)：考查原電池應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)配平、溶解平衡、萃取分液以及離子方程式的書寫