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成綠色；見光則分解，變成褐色。下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）寫出生產過程中X___________，Y___________。

（2）寫出產生CuCl的化學方程式：______________________。

（3）在CuCl的生成過程中理論上不需要補充SO2氣體，結合化學方程式和必要的文字說明理由：________。

（4）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______________。

（5）實驗探究pH對CuCl產率的影響如下表所示：

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產率變低的原因是________________。

（6）氯化亞銅的定量分析：

①稱取樣品0.25 g和10 mL過量的FeCl3溶液于250 mL錐形瓶中，充分溶解。

②用0.10 mol·L－1硫酸鈰[Ce(SO4)2]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下(平行實驗結果相差不能超過1%)：

平行實驗次數	1	2	3
0.25 g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)。

Answer 1

【答案】（1）Fe 稀鹽酸 （2）CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4

（3）反應Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O中生成的CuSO4和 SO2為1∶1，所以理論上不需要補充SO2氣體 （4）生產中應防止CuCl的氧化和見光分解

（5）2 pH較大時，Cu2＋水解程度增大，反應生成的CuCl減少

（6）0.955(或95.5%)

【解析】

試題分析：（1）廢液中含有Fe3＋、Cu2＋，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。

（2）由流程圖可知，CuCl晶體的制備過程中，反應物為SO2、CuSO4、CuCl2，生成物為H2SO4、CuCl，由化合價升降守恒及原子守恒，可得反應方程式為CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4。

（3）由反應方程式Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，Cu與濃硫酸反應的過程中有SO2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。

（4）因CuCl在空氣中迅速被氧化成綠色且見光分解，變成褐色，故生產中應注意防止CuCl的氧化和見光分解。

（5）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，導致反應生成的CuCl減少。

（6）滴定0.25 g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是24 mL，所以CuCl的純度為。