Question

3．氯化亞銅（CuCl）是白色粉末，不溶于水、乙醇，熔點(diǎn)422℃，沸點(diǎn)1366℃，在空氣中迅速被氧化成綠色，常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑．以粗鹽水（含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)）．Cu、稀硫酸，SO₂等為原料合成CuCl的工藝如下：

（1）在粗鹽除雜的反應(yīng)I中加Na₂CO₃溶液的作用是除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺．
濾渣的主要成分：BaSO₄、CaCO₃、Mg（OH）₂、BaCO₃．
（2）反應(yīng)Ⅱ完成后溶液中主要溶質(zhì)是NaCl．
（3）反應(yīng)Ⅴ的化學(xué)方程式為2Cu+O₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O．
（4）反應(yīng)IV和VI都是制備CuCl的化學(xué)過(guò)程：
①反應(yīng)IV加入的Cu必須過(guò)量，其目的是防止生成CuCl₂．
②寫(xiě)出反應(yīng)VI的離子方程式2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O═2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
（5）反應(yīng)VI后，過(guò)濾得到CuCl沉淀，用無(wú)水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí)，冷卻，密封包裝即得產(chǎn)品．于70℃真空干燥的目的是加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化．

Answer 1

分析 由流程分析，粗鹽水加入過(guò)量氯化鋇沉淀硫酸根離子，加入過(guò)量氫氧化鈉沉淀鎂離子，最后加入碳酸鈉沉淀過(guò)量的鋇離子、鈣離子，過(guò)濾后加入鹽酸除去過(guò)量的碳酸鈉，得到較純凈的氯化鈉溶液，電解得到氫氧化鈉溶液，氫氣和氯氣，利用生成的氯氣和過(guò)量銅反應(yīng)生成氯化亞銅；也可以利用銅、氧氣、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅通入二氧化硫還原得到氯化亞銅，
（1）碳酸根離子可以和鋇離子以及鈣離子之間發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣以及碳酸鋇沉淀，據(jù)此分析濾渣成分即可；
（2）依據(jù)反應(yīng)判斷剩余溶質(zhì)；
（3）在硫酸溶液中銅與氧氣反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（4）①金屬銅可以和銅離子在溶液中生成亞銅離子；
②二氧化硫和硫酸銅之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀；
（5）乙醇和水易揮發(fā)，CuCl具有還原性，可以被空氣氧化；

解答 解：由流程分析，粗鹽水加入過(guò)量氯化鋇沉淀硫酸根離子，加入過(guò)量氫氧化鈉沉淀鎂離子，最后加入碳酸鈉沉淀過(guò)量的鋇離子、鈣離子，過(guò)濾后加入鹽酸除去過(guò)量的碳酸鈉，得到較純凈的氯化鈉溶液，電解得到氫氧化鈉溶液，氫氣和氯氣，利用生成的氯氣和過(guò)量銅反應(yīng)生成氯化亞銅；也可以利用銅、氧氣、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅通入二氧化硫還原得到氯化亞銅，
（1）反應(yīng)Ⅰ中加Na₂CO₃溶液可以粗鹽溶液中的除去Ca²⁺和除去硫酸根離子所加的過(guò)量的Ba²⁺，生成的沉淀為：氫氧化鎂、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣，
故答案為：除去Ca²⁺和過(guò)量的Ba²⁺；BaSO₄、CaCO₃、Mg（OH）₂、BaCO₃；
（2）依據(jù)（1）的分析可知，最后溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉，
故答案為：NaCl；
（3）在硫酸溶液中銅與氧氣反應(yīng)生成硫酸銅和水，反應(yīng)的方程式為2Cu+O₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：2Cu+O₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；
（4）①反應(yīng)Ⅳ加入的Cu必須過(guò)量，金屬銅可以和銅離子在溶液中生成亞銅離子，這樣可以防止生成CuCl₂，
故答案為：防止生成CuCl₂；
②二氧化硫和硫酸銅之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀，即2CuSO₄+2NaCl+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2NaHSO₄+H₂SO₄或2CuSO₄+2NaCl+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+Na₂SO₄+2H₂SO₄，
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O═2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（5）CuCl沉淀，用無(wú)水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí)，這樣可以加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化，
故答案為：加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及物質(zhì)的分離和提純的方法以及操作、電解池的工作原理等方面的知識(shí)，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度不大．