Question

【題目】氯化亞銅(CuCI)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。工業(yè)上采用如下工藝流程，從某酸性廢液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-中制備氯化亞銅。

請回答下列問題：

（1）出步驟①中發(fā)生的兩個主要反應(yīng)的離子方程式：________________________。

（2）步驟②的操作名稱是___________。

（3）步驟④中所加物質(zhì)X為___________。

（4）步驟⑤的操作是___________。

（5）步驟⑥應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH呈酸性，且用乙醇洗滌CuCl晶體，目的是___________。

（6）在CuCl的生成過程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是______，理論上______ (填“是”或“否”)需要補充(不考慮調(diào)節(jié)等消耗)：理由是________________________。

Answer 1

【答案】 Cu2+ + Fe=Cu + Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+或 Fe+2H+=Fe2+ + H2↑ 過濾、洗滌(不答洗滌也可） CuO(或Cu(OH)2等） 在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶 減少CuCl的損失 硫酸(或H2SO4) 否 Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO4和SO2的物質(zhì)的量為1:1，而生產(chǎn)CuCl的過程中消耗CuSO4和SO2的物質(zhì)的量比也為1 : 1，所以理論上不需要補充H2SO4

【解析】從某酸性廢液（主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-）中制備氯化亞銅，向工業(yè)上以某酸性廢液中加入過量的鐵粉，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，酸性廢液調(diào)節(jié)pH值使鐵離子沉淀，過濾得氯化銅溶液，氯化銅、硫酸銅、二氧化硫反應(yīng)生成氯化亞銅和硫酸，硫酸可以再循環(huán)利用，則

（1）步驟①中鐵能與銅離子及鐵離子反應(yīng)生成銅和亞鐵離子等，同時鐵也與酸性廢液中的酸反應(yīng)生成氫氣，涉及的離子方程式為 Cu2++Fe＝Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+＝3Fe2+或Fe+2H+＝Fe2++H2↑；（2）步驟②中從溶液中分離出固體物質(zhì)過量的鐵和生成的銅，所以步驟②的操作名稱是過濾、洗滌；（3）步驟④中為調(diào)節(jié)溶液的pH值，要能與酸反應(yīng)同時不引入新的雜質(zhì)，所以物質(zhì)X為CuO或Cu(OH)2等；（4）步驟⑤的操作是從氯化銅溶液中獲得氯化銅晶體，要防止銅離子水解，所以步驟⑤的操作是在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶；（5）CuCl微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，所以要用乙醇洗滌CuCl晶體，減少CuCl的損失；（6）根據(jù)流程分析可知，硫酸可以循環(huán)利用；Cu與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO4和 SO2的物質(zhì)的量為1：1，而生產(chǎn)CuCl的過程中消耗CuSO4和SO2的物質(zhì)的量也為1﹕1，所以理論上不需要補充H2SO4。