Question

3．CuCl是白色粉末，不溶于水、乙醇及稀硫酸，熔點422℃，沸點1366℃，在空氣中迅速被氧化成綠色，常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，并用于顏料、防腐等工業(yè)．工業(yè)上由廢銅料（含F(xiàn)e、Al及其化合物、SiO₂雜質(zhì)），生產(chǎn)CuCl的工藝流程如圖：

物質(zhì)	開始沉淀pH	沉淀完全pH
Fe（OH）3	2.2	3.2
Cu（OH）2	5.6	6.7
Al（OH）3	3.7	4.7
Fe（OH）2	7.6	9.6

已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl₂^-，CuCl₂^-的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀．
（1）酸浸液中加入足量H₂O₂的主要目的是將Fe²⁺完全氧化為Fe³⁺，便于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去．
（2）濾渣I的主要成分是SiO₂．
（3）操作I調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為4.7≤pH≤5.6，加入的物質(zhì)X可以是ABCD．
A．CuO         B．Cu（OH）₂ C．NaOH溶液         D．Cu₂（OH）₂CO E．Cu
（4）往濾液 II中加入食鹽并通入SO₂可生成CuCl₂^-，請寫出反應(yīng)的離子方程式2H₂O+2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺．
（5）過濾得到CuCl沉淀，用無水乙醇洗滌沉淀，在真空干燥機內(nèi)于70℃干燥2小時，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．
（6）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：玻璃珠的作用是加速樣品的溶解．
②待樣品溶解后，加水50mL，并加入鄰菲羅啉指示劑2滴：
③立即用0.10mol•L^-1硫酸鈰標準溶液滴至終點：同時做空白實驗一次．
己知：上述過程發(fā)生的反應(yīng)①CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂③Fe²⁺+Ce⁴⁺═Fe³⁺+Ce³⁺
如此再重復(fù)二次測得：

	1	2	3
空白實驗消耗硫酸鈰標準溶液的體積（mL）	0.75	0.50	0.80
0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積（mL）	24.75	24.85	24.80

④數(shù)據(jù)處理：計算得CuCl的純度為95.52%．（平行實驗結(jié)果相差不能超過0.3%）
（說明：空白實驗是在不加樣品的情況下，用測定樣品相同的方法、步驟進行定量分析，把所得結(jié)果作為空白值，從樣品的分析結(jié)果中扣除．這樣可以消除由于試劑不純或試劑干擾等所造成的系統(tǒng)誤差．）

Answer 1

分析 廢銅料（含F(xiàn)e、Al及其化合物、SiO₂雜質(zhì)），生產(chǎn)CuCl：煅燒廢銅料，將銅轉(zhuǎn)化為溶于酸的氧化物，再加入過氧化氫和稀硫酸，二氧化硅不溶，金屬離子進入溶液，過濾，則濾渣Ⅰ為二氧化硅，濾液Ⅰ為鐵離子、鋁離子、銅離子的溶液，向濾液中加入X得到沉淀，應(yīng)為將鐵離子、鋁離子除雜，故X可為CuO、Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃、Cu，調(diào)節(jié)pH4.7～5.6，沉淀鐵離子、鋁離子，濾渣Ⅱ為氫氧化鐵、氫氧化鋁，濾液Ⅱ為銅離子的溶液，加入食鹽并通入SO₂發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺，生成CuCl₂^-，CuCl₂^-的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀，過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品，據(jù)此分析；
（6））①玻璃珠的作用是使反應(yīng)物混合均勻，急速樣品溶解；
④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：（1）酸浸液中加入足量H₂O₂的主要目的是將Fe²⁺完全氧化為Fe³⁺，便于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去；
故答案為：將Fe²⁺完全氧化為Fe³⁺，便于轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀除去；
（2）二氧化硅不溶于酸，故濾渣Ⅰ為二氧化硅；
故答案為：SiO₂；
（3）操作I調(diào)節(jié)溶液的pH目的是將鐵離子、鋁離子除去，而不能使銅離子沉淀，由表可知pH范圍為：4.7≤pH≤5.6；X調(diào)節(jié)pH，為了不引入新的雜質(zhì)，X可用CuO、Cu（OH）₂、Cu₂（OH）₂CO₃、Cu；
故答案為：4.7≤pH≤5.6；ABCD；
（4）往濾液II為銅離子的溶液，加入食鹽并通入SO₂可生成CuCl₂^-，銅元素化合價降低，則硫元素化合價升高為硫酸根離子，故離子方程式為：2H₂O+2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2H₂O+2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺；
（5）乙醇易揮發(fā)，CuCl易被氧化，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；
故答案為：加快乙醇和水的蒸發(fā)，防止CuCl被空氣氧化；
（6）①玻璃珠的作用是使反應(yīng)物混合均勻，急速樣品溶解；
故答案為：加速樣品的溶解；
 ④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%，第二組實驗數(shù)據(jù)舍去，滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積為24.00mL，根據(jù)CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，F(xiàn)e²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，
CuCl～Ce⁴⁺，CuCl的純度=$\frac{24×1{0}^{-3}L×0.1mol/L×99.5g/mol}{0.25g}×100%$=95.52%；
故答案為：95.52%．

點評 本題以物質(zhì)制備為載體，考查學生對原理的分析理解、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)含量測定等，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)，題目難度中等．