Question

(18分)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。下圖是工業(yè)上用印刷電路的蝕刻液的廢液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl－）生產CuCl的流程：

按要求回答下列問題：

（1）廢液①的主要含有的金屬陽離子是_____(填化學符號，下同)；廢渣①的主要含有的物質是________；Y為_______。

（2）檢驗Z過量的方法是______________________________。

（3）寫出廢渣②生成二氧化硫的化學方程式___________________________。

（4）為得到純凈的CuCl晶體，可用下列_________(填序號)進行洗滌。

a．純凈水 b．乙醇 c．稀硫酸 d．氯化銅溶液

（5）生產過程中調節(jié)溶液的pH不能過大的原因是____________________________。

（6）寫出產生CuCl的離子方程式___________________________________________。

（7）氯化亞銅的定量分析：

①稱取樣品0.25g加入10ml過量的FeCl3溶液250ml錐形瓶中，不斷搖動；

②待樣品溶解后，加水50ml和2滴指示劑；

③立即用0.10 mol·L-1硫酸鈰標準溶液滴至綠色出現為終點；

④重復三次，消耗硫酸鈰溶液平均體積為25.00mL。

已知：CuCl的分子式量為99；CuCl + FeCl3 =CuCl2 + FeCl2；Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+。則CuCl的純度為____________。

 

Answer 1

(18分除標明分值外，其余每空均為2分) （1）Fe2+；Fe和Cu；HCl(每種物質1分)

（2）①取少量蝕刻液于試管中，②滴加少量品紅溶液，③若品紅褪色，證明Cl2過量，若不褪色，證明不足。(3分，每個要點1分，只寫褪色結論不扣分)

（3）Cu+2 H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+2H2O(不寫條件扣1分) （4）b

（5）防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解

（6）SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O====2CuCl↓+SO42-+4H+ （7）99%(3分)

【解析】

試題分析：（1）根據流程圖可知廢渣①中含有銅，這說明X應該是鐵，將溶液中的銅離子置換出來。同時溶液中的鐵離子也氧化鐵，因此廢液①的主要含有的金屬陽離子是Fe2+ ；在反應中鐵是過量的，則廢渣①的主要含有的物質是Fe和Cu；Y能溶解廢渣①中的鐵，這說明Y應該是鹽酸。

（2）廢液①與Z反應得到刻蝕液，這說明Z應該是氯氣，將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子。如果氯氣過量，則溶液中含有次氯酸，次氯酸具有強氧化性，可以用品紅溶液檢驗，所以檢驗Z過量的方法是取少量蝕刻液于試管中，滴加少量品紅溶液，若品紅褪色，證明Cl2過量，若不褪色，證明不足。

（3）廢渣②是銅，在加熱的條件下與濃硫酸反應生成硫酸銅、SO2和H2O，反應的方程式為Cu+2 H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+2H2O。

（4）氯化亞銅微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，因此應該用乙醇洗滌，不能用水和氯化銅溶液洗滌。由于制備氯化亞銅的同時還有硫酸生成，因此也不能用稀硫酸洗滌，答案選b。

（5）pH過大，則堿性過強，容易生成氫氧化銅沉淀，同時也是為了防止氯化亞銅水解。

（6）氯化銅與SO2反應生成氯化亞銅、硫酸，反應的離子方程式為SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O＝2CuCl↓+SO42-+4H+。

（7）消耗硫酸鈰的物質的量是0.10mol/L×0.025L＝0.0025mol，則根據CuCl + FeCl3 =CuCl2 + FeCl2、Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+可知

CuCl～ FeCl3 ～ FeCl2 ～ Ce4+

1mol 1mol

0.0025mol 0.0025mol

所以氯化亞銅的質量是0.0025mol×99g/mol＝0.2475g

則CuCl的純度為×100%＝99%。

考點：考查物質制備工藝流程圖的有關分析、判斷與計算等