Question

【題目】如圖是工業上以制作印刷電路的廢液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、C1－)生產CuCl的流程：

已知：CuCl是一種白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，在空氣中迅速被氧化為綠色，見光分解變成褐色。

請回答下列問題：

(1)流程中的濾渣①與Y反應和X與Y反應相比，單位時間內得到的氣體多，其原因為____________________________________________。

(2)濾液①需要加過量Z，檢驗Z過量的方法是______________________。

(3)寫出生成CuCl的離子方程式：_________________________________。

(4)為了提高CuCl產品的純度，流程中的“過濾”操作適宜用下列裝置圖中的___________(填選項字母)，過濾后，洗滌CuCl的試劑宜選用___________(填“無水乙醇”或“稀硫酸”)

(5)CuCl加入飽和NaCl溶液中會部分溶解生成CuCl2－，在一定溫度下建立兩個平衡：

I. CuCl (s) Cu +(aq)+Cl－ (aq) Ksp=1.4×10－6

II. CuCl(s)+Cl－ (aq)CuCl2－(aq) K=0.35。

分析c(Cu+)、c(CuCl2－)和Ksp、K的數學關系，在圖中畫出c(Cu+)、c(CuCl2－)的關系曲線(要求至少標出一個坐標點) ______。

(6)氯化亞銅的定量

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

②待樣品溶解后，加入20mL蒸餾水和2滴指示劑；

③立即用0.1000mol·L－1硫酸鈰標準溶液滴定至綠色為終點；

④重復三次，消耗硫酸鈰溶液的平均體積為24.30mL。

上述相應化學反應為CuCl+ FeCl3===CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+，則樣品中CuCl的純度為___________(保留三位有效數字)。

Answer 1

【答案】濾渣①中有鐵和銅，與鹽酸反應時形成無數微小的原電池，極大地加快了反應速率 取溶液少量，加入KBr溶液少量和四氯化碳，如下層液體呈橙色，說明氯氣已過量（其他合理答案均可） CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4 B 無水乙醇 96.7%

【解析】

廢液中加入過量鐵粉，發生反應：Fe+2Fe3+=3Fe2+、 Fe+Cu2+=Fe2++Cu，原溶液中的Fe3+、Cu2+被除去，過濾所得的濾液①中含有Fe2+、Cl-，在濾液中加入過量的氯氣，可以將Fe2+氧化成FeCl3，即得到FeCl3蝕刻液，實現蝕刻液的再生。濾渣為銅單質和剩余的鐵單質，加入過量的稀鹽酸，銅與稀鹽酸不反應，因此濾液②也為FeCl2溶液，濾渣②為銅。

（1）流程中的濾渣①與Y反應和X與Y反應相比，單位時間內得到的氣體多，說明反應速率快，因為濾渣①中有鐵和銅單質，與鹽酸反應時能形成無數微小的原電池，極大地加快了反應速率；（2）檢驗溶液中通入的氯氣已過量，可取溶液少量，加入KBr溶液少量和四氯化碳，如下層液體呈橙色，說明氯氣已過量。（3）根據流程圖可知，SO2、CuSO4、CuCl2反應生成H2SO4、CuCl，因此化學方程式為：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4。

（4）生產中為了提高CuCl產品的質量，盡可能減少CuCl被空氣中氧氣氧化，宜采用抽濾法快速過濾，所以過濾裝置選擇B項。洗滌CuCl宜選用無水乙醇，因為CuCl難溶于無水乙醇，洗滌時可減少CuCl的溶解損失，而且后續干燥中易除去乙醇。不選用硫酸，雖然CuCl難溶于硫酸，但用硫酸洗滌，會給CuCl表面帶來少量的H+和SO42-雜質。

（5）據反應式CuCl(s)+Cl－ (aq)CuCl2－(aq)和K的本義式有：

，將分子、分母同乘以c(Cu+)得：

，將題給的K和Ksp的數據代入得c(CuCl2-)×c(Cu+)=1.4×10-6×0.35=4.9×10-7。取其中(0.7,0.7)做為一個坐標點，圖象示意如下：

（6）根據題給的相應化學反應CuCl+ FeCl3===CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+，可得

CuCl和Ce4+的反應配比是1：1，所以可得CuCl的純度：=96.7%。