Question

氯化亞銅(CuCl)常用作有機合成工業中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空氣中迅速被氧化成綠色；見光則分解，變成褐色；下圖是工業上以制作印刷電路的廢液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生產CuCl的流程如下：

文字

根據以上信息回答下列問題：
（1）該生產過程還可以與氯堿工業、硫酸工業生產相結合，工業生產硫酸的方法是______________、氯堿工業的裝置是_____________________。
（2）寫出生產過程中X__________  Y___________ （填化學式）
（3）寫出產生CuCl的化學方程式________________________________________________________。
（4）生產中為了提高CuCl產品的質量，采用______________法快速過濾，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌的目的是______________________________；生產過程中調節溶液的pH不能過大的原因是______________________________。
（5）在CuCl的生成過程中理論上不需要補充SO₂氣體，其理由是__________________________。
（6）在CuCl的生成過程中除環境問題、安全問題外，你認為還應該注意的關鍵問題是:
_____________________________________。
（7）氯化亞銅的定量分析：
①稱取樣品0.25g(稱準至0.0002g)置于預先放入玻璃珠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____________________________。
②待樣品溶解后，加水50ml，鄰菲羅啉指示劑2滴；
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；同時做空白試驗一次。已知：CuCl + FeCl₃ =CuCl₂ + FeCl₂      Fe²⁺ + Ce⁴⁺= Fe³⁺ + Ce³⁺
如此再重復二次測得：

	1	2	3
空白實驗消耗硫酸鈰標準溶液的體積(ml)	0.75	0.50	0.80
0.25克樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積(ml)	24.65	24.75	24.70

 
④數據處理：計算得CuCl的純度為____________。（平行實驗結果相差不能超過0.3%）

Answer 1

（1）接觸法；（1分）離子交換膜電解槽 
（2）Fe、稀鹽酸    
（3）CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄   
（4）抽濾或者減壓過濾；減少產品CuCl的損失；防止CuCl的水解。
（5）Cu+2 H₂SO₄（濃） CuSO₄+ SO₂↑+2H₂O反應中生成的CuSO₄和 SO₂為1∶1，
CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄反應中消耗CuSO₄和SO₂也為1﹕1，所以理論上不需要補充SO₂氣體。 
（6）生產中應防止CuCl的氧化和見光分解
（7）加速樣品的溶解，0.95或者95% 

試題分析：（1）工業上用接觸法制硫酸，氯堿工業的裝置是離子交換膜電解槽
（2）廢液中含有Fe³⁺、Cu²⁺所以應加入Fe除去，過量的Fe用稀鹽酸除去，所以試劑X、Y分別是Fe、稀鹽酸
（3）CuCl被二氧化硫還原氯化銅而得到，化學方程式為CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄
（4）快速過濾應采用抽濾或減壓過濾的方法，CuCl微溶于水，不溶于乙醇，所以用無水乙醇洗滌的目的是減少CuCl的損失，調節溶液的pH不能過大的原因是防止CuCl水解
（5）Cu與濃硫酸反應的過程中有二氧化硫生成，且生成的CuSO₄和 SO₂為1∶1，生產CuCl的過程中消耗CuSO₄和SO₂也為1﹕1，所以理論上不需要補充SO₂氣體。
（6）因為CuCl露置于空氣中易被氧化為綠色的高價銅鹽，見光則分解，變成褐色，這些問題應注意。
（7）玻璃珠的作用是加速樣品的溶解，根據題目中所給數據及平行實驗結果相差不能超過0.3%，滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是23.9ml,所以CuCl的純度為23.9×10^-3L×0.1 mol·L^-1×99.5g·mol^-1/0.25g×100%=95%