【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的化學式為
(2)寫出產(chǎn)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 . 實際生產(chǎn)中SO2要適當過量,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(shù)

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(shù)字).

【答案】
(1)Fe
(2)CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4
(3)Cu+2 H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O反應中生成的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,反應生成CuCl減少,產(chǎn)率減;不能;硝酸會與產(chǎn)品CuCl發(fā)生反應
(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(jù)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F(xiàn)e3+、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,

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

所以答案是:CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4;(3)由反應方程式Cu+2 H2SO4(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,

所以答案是:Cu+2 H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O反應中生成的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,導致反應生成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,

所以答案是:2;Cu2+水解程度增大,反應生成CuCl減少,產(chǎn)率減。幌跛釙c產(chǎn)品CuCl發(fā)生反應;(5)根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)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,F(xiàn)e2++Ce4+=Fe3++Ce3+,

CuCl~Ce4+

CuCl的純度為: ×100%=95.5%,

所以答案是:95.5%.

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