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)32.23.2
Cu(OH)25.66.7
Al(OH)33.74.7
Fe(OH)27.69.6
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-+SO42-+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:
123
空白實驗消耗硫酸鈰標準溶液的體積(mL)0.750.500.80
0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積(mL)24.7524.8524.80
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.)

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-+SO42-+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-+SO42-+4H+;
故答案為:2H2O+2Cu2++SO2+4Cl-=2CuCl2-+SO42-+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.

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