Question

氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空氣中迅速被氧化成綠色；見光則分解，變成褐色；如圖是工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生產(chǎn)CuCl的流程如下：

文字根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）寫出生產(chǎn)過程中X

 

  Y

 

 （填化學(xué)式）
（2）寫出產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式

 

．
（3）在CuCl的生成過程中理論上不需要補充SO2氣體，其理由是

 

．
（4）在CuCl的生成過程中除環(huán)境問題、安全問題外，你認為還應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題是：

 

．
（5）氯化亞銅的定量分析：
①稱取樣品0.25g置于預(yù)先放入玻璃珠50粒和10mL過量的FeCl₃溶液250mL錐形瓶中，不斷搖動；玻璃珠的作用是

 

．
②待樣品溶解后，加水50ml，鄰菲羅啉指示劑2滴；
③立即用0.10mol?L^-1硫酸鈰標準溶液滴至綠色出現(xiàn)為終點．已知：CuCl+FeCl₃══CuCl₂+FeCl₂、Fe²⁺+Ce⁴⁺══Fe³⁺+Ce³⁺．如此再重復(fù)二次測得：

	1	2	3
0.25克樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積（ml）	24.35	24.05	23.95

④數(shù)據(jù)處理：計算得CuCl的純度為

 

．（平行實驗結(jié)果相差不能超過1%）

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：要利用制作印刷電路的廢液制備氯化亞銅，首先應(yīng)制備并分離出銅，向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣即為銅，然后銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅．
（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅；過濾后濾渣中含有銅和鐵，依據(jù)銅和鐵的活潑性，加入鹽酸分離二者；
（2）依據(jù)圖示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、CuCl，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；
（3）依據(jù)圖示可知：銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫的物質(zhì)的量之比為1：1，而產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式中硫酸銅、二氧化硫物質(zhì)的量之比恰好為：1：1；
（4）依據(jù)氯化亞銅具有還原性，易被氧化而變質(zhì)，具有見光分解的性質(zhì)解答；
（5）①玻璃珠在物質(zhì)溶解過程中可以加速固體的溶解；
③依據(jù)方程式中各反應(yīng)物量之間的關(guān)系計算CuCl的純度．

解答： 解：向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應(yīng)生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應(yīng)，過濾得到濾渣即為銅，然后銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅．
（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，將銅分離出來；
故答案為：Fe；HCl；
（2）依據(jù)圖示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反應(yīng)生成H₂SO₄、CuCl，依據(jù)得失電子守恒其方程式為：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄；
故答案為：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄；
（3）依據(jù)圖示可知：Cu+2 H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反應(yīng)中生成的CuSO₄和 SO₂為1：1，所以理論上不需要補充SO₂氣體；
故答案為：Cu+2 H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反應(yīng)中生成的CuSO₄和 SO₂為1：1，所以理論上不需要補充SO₂氣體；
（4）氯化亞銅具有還原性，易被氧化而變質(zhì)，具有見光分解，所以生產(chǎn)中應(yīng)：防止CuCl的氧化和見光分解，減少產(chǎn)品CuCl的損失；
故答案為：防止CuCl的氧化和見光分解，減少產(chǎn)品CuCl的損失；
（5）①玻璃珠在物質(zhì)溶解過程中可以加速固體的溶解；
故答案為：加速固體的溶解；
③根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)及平行實驗結(jié)果相差不能超過0.3%，滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是23.9ml，結(jié)合方程式可知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，CuCl的純度為23.9×10^-3L×0.1 mol?L^-1×99.5g?mol^-1/0.25g×100%=95%；
故答案為：95%；

點評：本題為工藝流程題，為高考熱點和難點，設(shè)計物質(zhì)的分離、物質(zhì)的制備，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．