题目内容

1．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸．下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）生产CuCl的流程：

按要求回答下列问题：
（1）废液①的主要含有的金属阳离子是Fe2+（填化学符号，下同）；废渣①的主要含有的物质是Fe和Cu；Y为HCl．
（2）检验Z过量的方法是取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，若品红褪色，证明Cl2过量，若不褪色，证明不足．
（3）写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O．
（4）为得到纯净的CuCl晶体，可用下列b（填序号） 进行洗涤．
a．纯净水    b．乙醇    c．稀硫酸    d．氯化铜溶液
（5）生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解．
（6）写出产生CuCl的离子方程式SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+．
（7）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g加入10ml过量的FeCl3溶液250ml锥形瓶中，不断摇动；②待样品溶解后，加水50ml和2滴指示剂；③立即用0.10mol•L-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点；④重复三次，消耗硫酸铈溶液平均体积为25.00mL．
已知：CuCl 的分子式量为99；CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2；Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+．则CuCl的纯度为99%．

分析 要利用制作印刷电路的废液制备氯化亚铜，首先应制备并分离出铜，向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，废液①中加入Z位氯水氧化亚铁离子为铁离子，得到蚀刻液，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；
（1）印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜；过滤后滤渣中含有铜和铁，依据铜和铁的活泼性，加入盐酸分离二者；
（2）检验Z过量的方法是利用氯气具有漂白性，可以使有机色素的物质褪色设计检验；
（3）废渣②生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热条件下反应生成；
（4）CuCl是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，乙醇洗涤可以减少CuCl的损失；
（5）生产过程中调节溶液的pH不能过大是防止其水解生成沉淀；
（6）依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，依据得失电子守恒配平方程式；
（7）依据方程式中各反应物量之间的关系计算CuCl的纯度．

解答 解：向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，废液①中加入Z位氯水氧化亚铁离子为铁离子，得到蚀刻液，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；
（1）印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来，
故答案为：Fe2+，Fe，Cu；HCl；
（2）Z为氯气，检验Z过量的方法是利用氯气具有漂白性，可以使有机色素的物质褪色设计检验，①取少量蚀刻液于试管中，②滴加少量品红溶液，③若品红褪色，证明Cl2过量，若不褪色，证明不足，
故答案为：取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，若品红褪色，证明Cl2过量，若不褪色，证明不足；
（3）废渣②生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热
条件下反应生成，反应的化学方程式为：Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O；
（4）生产中为了提高CuCl产品的质量，采用抽滤或者减压过滤法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是减少CuCl的损失，
故答案为：b；
（5）生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解，
故答案为：防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解；
（6）依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4，反应的离子方程式为：SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+
故答案为：SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+；
（7）滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是25.00ml，结合方程式可知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2，
CuCl的纯度为$\frac{25.00×1{0}^{-3}L×0.1mol/L×99g/mol}{0.25g}$×100%=99%，
故答案为：99%．

点评 本题为工艺流程题，为高考热点和难点，涉及物质的分离、物质的制备，明确物质的性质是解题关键，注意物质性质的理解应用，题目难度较大．

练习册系列答案
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11．下列说法正确的是（　　）
A．酯类物质是形成水果香味的主要成分
B．油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇
C．蛋白质的水解产物都含有醛基和氨基
D．糖类化合物都具有相同的官能团
12．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H2＞△H1的是（　　）
A．2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H1；    2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2
B．S（g）+O2（g）=SO2（g）△H1；    S（s）+O2（g）=SO2（g）△H2
C．$\frac{1}{2}$C（s）+O2（g）=CO（g）△H1；    C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2
D．HCl（g）=$\frac{1}{2}$H2（g）+$\frac{1}{2}$Cl2（g）△H1； H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H2
9．从平时的学生实验中我们发现，同学们在进行实验时，出现许多不正确的操作方式，希望在今后的实验中，要克服不规范的操作．请找出下列图示中正确的实验操作（　　）
A．
除去CO的CO2		B．
萃取时振荡混合液
C．
稀释浓硫酸		D．
向试管中滴加液体
16．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4+、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Cl-、Ⅰ-、NO3-、CO32-、SO42- 中的几种，取该溶液进行以下实验：
（1）取pH试纸检验，溶液呈强酸性；
（2）取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色；
（3）另取出部分溶液，逐渐加入NaOH溶液，使溶液从酸性逐渐变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，溶液均无沉淀产生；
（4）取出部分上述碱性溶液加Na2CO3溶液后，有白色沉淀生成；．
（5）根据以上实验事实确定①该溶液肯定存在的离子是Ba2+、I-；②肯定不存在的离子是Mg2+、Fe3+、Al3+、NO3-、CO32-、SO42-；③还不能确定的离子是K+、Na+、NH4+、Cl-，，要确定其中的阳离子可利用的方法原理是K+、Na+用焰色反应；NH4+加NaOH溶液，加热，产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验，变蓝．
6．铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（　　）
A．正极反应为：Zn-2e-═Zn2+B．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C．在外电路中，电流从负极流向正极D．电池反应为：Zn+Cu2+═Zn2++Cu
13．实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯．
（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合溶液的方法是：在一个30mL的大试管中注入3 mL乙醇，再分别缓缓加入2 mL浓硫酸、3mL乙酸（乙醇和浓硫酸的加入顺序不可互换），然后轻轻振荡试管，使之混合均匀．
（2）浓硫酸的作用是①催化作用，②吸水作用．
（3）饱和Na2CO3溶液的作用是吸收除去挥发出来的乙酸和乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度．
（4）生成乙酸乙酯的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O，乙酸乙酯的密度比水小（填“大”或“小”），有芳香味．
11．A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的核电荷数比A大2，C原子的电子总数比B原子电子总数多4.1mol A的单质跟盐酸反应可置换出11.2L（标准状况下）氢气，此时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子．试回答：
（1）A是Na元素，B是Al元素，C是Cl元素．（填元素名称）
（2）分别写出A、B的最高正价氧化物对应的水化物与C的气态氢化物水溶液反应的离子方程式：H++OH-=H2O；Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O．
（3）A原子的还原性比B原子的还原性强，这是由于Na的原子半径大于Al，钠比Al更易失去电子．
12．四川多产五倍子，以五倍子为原料可制得化合物A，A的结构简式如图所示：
（1）1molA最多可与8mol NaOH反应．
（2）A不具有的性质是②⑤（填写序号）．
①与FeCl3溶液发生显色反应  
②加聚反应
③与溴水发生取代反应       
④与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳
⑤与溴水发生加成反应
（3）有机化合物B在浓硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A．请写出B的结构简式．

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