Question

3．CuCl是應(yīng)用廣泛的有機(jī)合成催化劑，也在染料工業(yè)中用作實(shí)效型氣體吸收劑．利用廢舊印刷電路板制氯化亞銅可減少污染、實(shí)現(xiàn)資源再生．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)制備CuCl需要配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO₄溶液（密度為1.2g•cm^-3），配制該溶液所需CuSO₄•5H₂O與H₂O的質(zhì)量之比為5：11，所得溶液的物質(zhì)的量濃度為1.5mol/L．
（2）工業(yè)檢測(cè)CuCl產(chǎn)品的純度需要80mL 0.5mol/L的FeCl₃溶液，配制該溶液所需儀器除托盤(pán)天平（含砝碼、質(zhì)量相同的兩紙片）、藥匙、燒杯、玻璃棒外，還必需的玻璃儀器有藥匙、玻璃棒、100mL的容量瓶、膠頭滴管．
（3）廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離能得到金屬粉末，控制其他條件相同，用10%H₂O₂和3.0mol/L H₂SO₄的混合溶液處理印刷電路板的金屬粉末，測(cè)得不同溫度下銅的平均溶解速率如圖所示．在H₂SO₄溶液中，Cu與H₂O₂反應(yīng)生成Cu²⁺和H₂O的離子方程式為Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度升高而下降，其主要原因是溫度升高，雙氧水分解速率加快
（4）工業(yè)上常用CuSO₄來(lái)制備CuCl．在提純后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl，加熱，生成CuCl沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺．
（5）在鹽酸中CuCl能吸收CO，發(fā)生的反應(yīng)為：CuCl+CO+H₂O?Cu（CO）Cl•H₂O△H＜0．要加大CO的吸收率，可采取的措施是低溫、高壓．

Answer 1

分析 （1）設(shè)需要CuSO₄•5H₂O的質(zhì)量為x，H₂O的質(zhì)量為y，根據(jù)化學(xué)式計(jì)算出硫酸銅的質(zhì)量m（CuSO₄），溶液質(zhì)量為x+y，利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)列方程，計(jì)算x、y的比例關(guān)系；根據(jù)C=$\frac{n}{V}$進(jìn)行計(jì)算；
（2）根據(jù)配置一定物質(zhì)的量濃度的步驟判斷所需儀器；
（3）酸性環(huán)境下雙氧水具有氧化性，能將金屬銅氧化；但雙氧水不穩(wěn)定，溫度高易分解，雙氧水分解速率加快，氧化銅的濃度就降低；
（4）根據(jù)反應(yīng)物和生成物來(lái)書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)；
（5）根據(jù)CuCl+CO+H₂O?Cu（CO）Cl•H₂O△H＜0，該反應(yīng)為氣體體積減小的發(fā)熱反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)來(lái)分析；

解答 解：（1）設(shè)需要CuSO₄•5H₂O的質(zhì)量為x，H₂O的質(zhì)量為y，則：$\frac{\frac{160}{250}x}{x+y}$=20.0%，即16x=5（x+y），所以 x：y=5：11，
設(shè)溶液的總質(zhì)量為mg，則由C=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{20%×m}{160}}{\frac{m}{1.2}×1{0}^{-3}}$=1.5mol/L；
故答案為：5：11；1.5mol/L；
（2）配置一定物質(zhì)的量濃度的實(shí)驗(yàn)，稱量時(shí)需要藥匙和天平，溶解時(shí)需要玻璃棒和燒杯，定容時(shí)需要100mL的容量瓶和膠頭滴管，
故答案為：藥匙、玻璃棒、100mL的容量瓶、膠頭滴管．
（3）金屬銅在酸性環(huán)境下和雙氧水的反應(yīng)為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，但雙氧水不穩(wěn)定，溫度高易分解，溫度高于40℃時(shí)，雙氧水分解速率加快，氧化銅的濃度就降低，所以銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度升高而下降，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；溫度升高，雙氧水分解速率加快；
（4）根據(jù)題干信息，可知發(fā)生的反應(yīng)為2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺，故答案為：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺；
（5）根據(jù)CuCl+CO+H₂O?Cu（CO）Cl•H₂O△H＜0，該反應(yīng)為氣體體積減小的發(fā)熱反應(yīng)，所以低溫高壓都有利于提高CO的吸收率，都使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：低溫、高壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生銅的化合物的性質(zhì)，是一道綜合題目，難度較大，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力．