Question

【題目】氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業中的催化劑，在空氣中迅速被氧化變成綠色；見光分解變成褐色。如圖是工業上用制作印刷電路的廢液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl）生產CuCl的流程：

根據以上信息回答下列問題：

（1）生產過程中X的化學式為____。

（2）寫出產生CuCl的離子方程式：____。

（3）實驗探究pH對CuCl產率的影響如表所示：

pH	1	2	3	4	5	6	7
CuCl產率/%	70	90	82	78	75	72	70

析出CuCl晶體最佳pH為____，當pH較大時CuCl產率變低原因是____。調節pH時，___（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是____。

（4）氯化亞銅的定量

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0.10mol·L1硫酸鈰標準溶液滴定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。三次平行實驗結果如表（平行實驗結果相差不能超過1%）：

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

則樣品中CuCl的純度為_____。（結果保留三位有效數字）。

（5）由CuCl水解再熱分解可得到納米Cu2O。第一步CuCl水解的離子方程式為：CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋Cl (aq)＋H+(aq)，第二步CuOH熱分解的化學方程式為____。第一步CuCl水解反應的平衡常數K與此溫度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的關系為K＝____。

Answer 1

【答案】Fe 2Cu2++ 2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42- 2 Cu2+水解程度增大，反應生成CuCl減少，產率減小； 不能 硝酸會與產品CuCl發生反應 95.5% 2CuOHCu2O+H2O Kw×Ksp(CuCl)/Ksp(CuOH)

【解析】

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，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，則X為Fe、Y為HCl，

故答案為：Fe；

（2）依據圖示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反應生成H2SO4、CuCl，依據得失電子守恒其方程式為：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，離子反應方程式：2Cu2++ 2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-

故答案為：2Cu2++ 2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-；

（3）由表中數據可知，pH=2時，CuCl產率最高；pH較大時，Cu2+水解程度增大，導致反應生成CuCl減少；硝酸具有強氧化性，能將產品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，反應生成CuCl減少，產率減小；不能；硝酸會與產品CuCl發生反應；

（4）根據題目中所給數據及平行實驗結果相差不能超過1%，體積為24.35mL，誤差大舍去，則滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積為： =24mL，結合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，CuCl～Ce4+，CuCl的純度為：×100%=95.5%，

故答案為：95.5%．

（5）CuOH熱分解的化學方程式為2CuOHCu2O+H2O；CuCl（s）+H2O（l）CuOH（s）+Cl-（aq）+H+（aq），平衡常數K=c（H+）c（Cl-）=×

答案為：