Question

【題目】氯化亞銅（）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、不溶于乙醇和稀硫酸。工業上用制作印刷電路的廢液（含、、、）生產的流程如圖所示：

根據以上信息回答下列問題：

（1）生產過程中：X是________，Z是________。（均填化學式）

（2）寫出生成的離子方程式________。

（3）析出的晶體不用水而用無水乙醇洗滌的原因是________。

（4）在的生成過程中理論上不需要補充SO2氣體，其理由是________。

（5）已知：常溫下，，現向飽和溶液中加入固體至，此時溶液中=________。

（6）實驗探究pH對產率的影響如下表所示：

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

析出晶體最佳pH為________，當pH較大時產率變低的原因是________。

Answer 1

【答案】Fe 或等合理答案亦可 2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+ 減少產品的損失 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 2 pH較大時，水解程度增大，反應生成減少

【解析】

根據流程圖，蝕刻液為氯化鐵溶液，則濾液①為氯化亞鐵，因此印刷電路的廢液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)中應先加入過量的鐵粉除去銅離子和鐵離子，過濾后，在濾液1中通入過量的氯氣，可生成氯化鐵，用于制作蝕刻液；濾渣①含有銅、鐵，加入過量的鹽酸除去鐵，濾液②為氯化亞鐵，濾渣②中含有銅，可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，調節溶液pH，可生成硫酸和CuCl晶體，據此分析解答。

(1)由以上分析可知X是Fe，Z是Cl2，故答案為：Fe；Cl2；

(2)生成CuCl的離子方程式為2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+，故答案為：2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+；

(3) 氯化亞銅微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌，可減少產品CuCl的損失，同時乙醇易揮發，便于干燥，故答案為：減少產品CuCl的損失；

(4)依據圖示可知：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，故答案為：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；

(5)常溫下Ksp(CuCl)=1.6×10-7，Ksp(CuI)=1.2×10-12，現向CuCl飽和溶液中加入NaI固體至c(I-)=0.1molL-1，c(Cu2+)=mol/L=1.2×10-11，c(Cl-)=mol/L=4×10-4mol/L，此時溶液中==3×10-8，故答案為：3×10-8；

(6)由表中數據可知，析出CuCl晶體最佳pH為2，pH較大時，銅離子水解程度增大，反應生成CuCl減少，CuCl產率降低，故答案為：2；pH較大時，銅離子水解程度增大，反應生成CuCl減少。