Question

【題目】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。下圖是工業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：

⑴ 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的成分是_____________，Y為__________。

⑵廢液①與Z反應的離子方程式為：______________________。

⑶ 寫出廢渣②生成二氧化硫的化學方程式_____________________。

⑷ 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

⑸ 生產過程中調節溶液的pH不能過大的原因是___________________。

⑹ 寫出產生CuCl的離子方程式_______________________。

⑺ 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250mlL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

【答案】⑴ Fe2+（1分） Fe、Cu（1分） HCl（1分）

⑵ 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－ 或 2Fe2+ +2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O （2分，合理答案即可）

⑶ Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+2H2O（2分，不寫條件扣1分）⑷ b（1分）

⑸ 防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解（2分）

⑹ SO2 + 2Cu2+ + 2Cl－ + 2H2O ═ 2CuCl↓+ SO42－+ 4H+ （2分） ⑺ 99% (2分)

【解析】

試題分析：向工業上以制作印刷電路的廢液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應轉化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應，過濾得到濾渣即為銅，廢液①中加入Z為氯水或雙氧水，氧化亞鐵離子為鐵離子，得到蝕刻液，然后銅與濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應生成氯化亞銅；

（1）印刷電路的廢液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應，將銅分離出來；

（2）根據以上分析可知廢液①與Z反應的離子方程式為2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl－或2Fe2+ +2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O；

（3）廢渣②生成二氧化硫的反應是銅和濃硫酸在加熱條件下反應生成，反應的化學方程式為Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+ SO2↑+2H2O；

（4）為減少CuCl的損失，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌，答案選b；

（5）生產過程中調節溶液的pH不能過大的原因是防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解；

（6）依據圖示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反應生成H2SO4、CuCl，產生CuCl的化學方程式依據得失電子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，反應的離子方程式為：SO2 + 2Cu2+ + 2Cl－ + 2H2O ═ 2CuCl↓+ SO42－+ 4H+；

（7）滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是25.00ml，結合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，CuCl的純度為（25.00×103L×0.1mol/L×99g/mol）/0.25g×100%=99%。