Question

【題目】氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，在空氣中迅速被氧化成綠色；見光則分解，變成褐色．如圖是工業(yè)上用制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣）生產(chǎn)CuCl的流程：
根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）生產(chǎn)過程中X的化學(xué)式為 ．
（2）寫出產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式： ．
（3）在CuCl的生成過程中理論上不需要補充SO2氣體，結(jié)合化學(xué)方程式和必要的文字說明理由 ． 實際生產(chǎn)中SO2要適當(dāng)過量，原因可能是（答一點即可）．
（4）實驗探究pH對CuCl產(chǎn)率的影響如下表所示：

pH	1	2	3	4	5	6	7
CuCl產(chǎn)率/%	70	90	82	78	75	72	70

析出CuCl晶體最佳pH為 ， 當(dāng)pH較大時CuCl產(chǎn)率變低原因是 ． 調(diào)節(jié)pH時，（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是 ．
（5）氯化亞銅的定量分析： ①稱取樣品0.25g和過量的FeCl3溶液于錐形瓶中，充分溶解．
②用0.10molL﹣1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．已知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+ ． 三次平行實驗結(jié)果如下（平行實驗結(jié)果相差不能超過1%）：

平行實驗次數(shù)	1	2	3
0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）	24.35	24.05	23.95

則樣品中CuCl的純度為（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe
（2）CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4
（3）Cu+2 H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O反應(yīng)中生成的CuSO4和 SO2為1：1,所以理論上不需要補充SO2氣體；提高Cu2+的還原速率,同時可以防止生成的Cu+被空氣氧化
（4）2； Cu2+水解程度增大,反應(yīng)生成CuCl減少,產(chǎn)率減��；不能；硝酸會與產(chǎn)品CuCl發(fā)生反應(yīng)
（5）95.5%
【解析】解：向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣）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，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅，（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應(yīng)，將銅分離出來，則X為Fe、Y為HCl，

故答案為：Fe；（2）依據(jù)圖示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反應(yīng)生成H2SO4、CuCl，依據(jù)得失電子守恒其方程式為：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，

故答案為：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4；（3）由反應(yīng)方程式Cu+2 H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O可知Cu與濃硫酸反應(yīng)的過程中有SO2生成，且生成的CuSO4和SO2的物質(zhì)的量之比為1：1，生產(chǎn)CuCl的過程中消耗CuSO4和SO2的物質(zhì)的量之比也為1：1，所以理論上不需要補充SO2氣體；

實際生產(chǎn)中要保持適當(dāng)過量的SO2，目的是提高Cu2+的還原速率，同時可以防止生成的Cu+被空氣氧化，

故答案為：Cu+2 H2SO4（濃） CuSO4+SO2↑+2H2O反應(yīng)中生成的CuSO4和SO2為1：1，所以理論上不需要補充SO2氣體；提高Cu2+的還原速率，同時可以防止生成的Cu+被空氣氧化；（4）由表中數(shù)據(jù)可知，pH=2時，CuCl產(chǎn)率最高；pH較大時，Cu2+水解程度增大，導(dǎo)致反應(yīng)生成CuCl減少；硝酸具有強氧化性，能將產(chǎn)品CuCl氧化生成Cu2+，所以不能用相同pH的硝酸代替硫酸，

故答案為：2；Cu2+水解程度增大，反應(yīng)生成CuCl減少，產(chǎn)率減��；硝酸會與產(chǎn)品CuCl發(fā)生反應(yīng)；（5）根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)及平行實驗結(jié)果相差不能超過1%，體積為24.35mL，誤差大舍去，則滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為： =24mL，結(jié)合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，F(xiàn)e2++Ce4+=Fe3++Ce3+，

CuCl～Ce4+，

CuCl的純度為： ×100%=95.5%，

故答案為：95.5%．

要利用制作印刷電路的廢液制備氯化亞銅，首先應(yīng)制備并分離出銅，向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液（含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣）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，銅與氯氣反應(yīng)生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應(yīng)生成氯化亞銅，（1）印刷電路的廢液（含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣）加入鐵，三價鐵離子能夠原鐵反應(yīng)生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應(yīng)生成銅；（2）依據(jù)圖示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反應(yīng)生成H2SO4、CuCl，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；（3）依據(jù)圖示可知：銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫的物質(zhì)的量之比為1：1，而產(chǎn)生CuCl的化學(xué)方程式中硫酸銅、二氧化硫物質(zhì)的量之比恰好為1：1；（4）依據(jù)圖表CuCl產(chǎn)率可知PH=2產(chǎn)率最大，當(dāng)pH較大時CuCl產(chǎn)率變低，Cu2+水解程度增大，生成的氯化亞銅少；根據(jù)稀硝酸具有強氧化性分析；（5）依據(jù)方程式中各反應(yīng)物量之間的關(guān)系計算CuCl的純度，CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，F(xiàn)e2++Ce4+=Fe3++Ce3+，CuCl～Ce4+，所給數(shù)據(jù)及平行實驗結(jié)果相差不能超過1%，體積為24.35mL，誤差大舍去，據(jù)此進(jìn)行解答．