(2009?江门一模)氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料,防腐等工业.该物质是微溶于水的白色固体,露置于空气中易被氧化为绿色的碱式氯化铜(Cu2(0H)3Cl),在热水中易水解生成氧化铜水合物而呈红色.以下是一种采用亚硫酸盐还原法,从含铜电镀废水中制备氯化亚铜的工艺流程如图1.
已知Ksp:CuCl:1.2×10-4  CuOH:1.4×10-15 Cu (OH) 2:1.6×10-10
请回答以下问题:
(1)写出反应①制备氯化亚铜的离子反应方程式:
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+

(2)为提高CuCl的产率,常在反应①的体系中加入稀碱溶液,调节pH至3.5.这样做的目的是
OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右进行,提高CuCl的产率.但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降减了CuCl的产率
OH-中和了反应中的H+,有利于平衡向右进行,提高CuCl的产率.但当OH-浓度过大时,Cu+能与OH-结合,生成氢氧化亚铜,从而降减了CuCl的产率

(3)图2是各反应物在最佳配比条件下,反应温度对CuCl产率影响.由图2可知,溶液温度控制在
60℃
60℃
时,CuCl产率能达到94%,随后随温度升高CuCl产率会下降,其原因是
温度过高,一是促进了CuCl的水解,二是促进了CuCl与空气中氧气发生反应
温度过高,一是促进了CuCl的水解,二是促进了CuCl与空气中氧气发生反应

(4)若要提高Cucl的产率你认为还可采取的措施有
反应①在隔绝空气条件下进行
反应①在隔绝空气条件下进行

(5)写出氯化亚铜在空气中被氧化的化学方程式
4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl
4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl

(6)反应①也可用铁代替亚硫酸钠,写出该反应的化学方程式
2CuSO4+2NaCl+Fe=2CuCl+FeSO4+Na2SO4
2CuSO4+2NaCl+Fe=2CuCl+FeSO4+Na2SO4

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.铜不能与稀硫酸直接反应,本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发.结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示).

(1)图1中A仪器的名称________,烧瓶中发生的离子反应方程式为:________

(2)图2是图1的改进装置,其优点有:

①________________;②________________.

(3)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,即发生反应.反应完全后向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用.(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3、7、6、4.)

请回答下列问题:

①方案1中的B仪器名称是________.

②方案2中甲物质是________(填字母序号).

a.CaO b.CuCO3 c.CaCO3 d.NH3·H2O

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中,控温在50℃.加入18 mL 10%的H2O2,反应0.5小时后,升温到60℃,持续反应1小时后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.6 g.

请回答下列问题:

③加热时温度不宜过高的原因是________________,晶体采用酒精淋洗的优点是________________.

④上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是________(填“第一组”或“第二组”),理由是_________、_________、_________.

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验.由于铜不能与稀硫酸直接反应,实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图1、2所示).

(1)图2是图1的改进装置,改进的目的是________

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加FeSO4或Fe2(SO4)3,反应完全后,向其中加物质甲调节pH到3~4,产生Fe(OH)3沉淀,过滤、蒸发、结晶,滤渣作催化剂循环使用.

(已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4.)

请回答下列问题:

①方案1中的B仪器名称是________

②方案2中甲物质是________(填字母序号).

a、CaO b、CuCO3 c、CaCO3

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol/L的稀硫酸中,控温在50℃.加入18 mL 10%的H2O2,反应0.5 h后,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发结晶、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.6 g.请回答下列问题:

③该反应的离子反应方程式为________

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为________,晶体采用酒精淋洗的优点是________

⑤上述两种氧化法中,更符合绿色化学理念的是________(填“第一组”或“第二组”),理由是________

(15分)随着信息产业的高速发展和家用电器的普及,我国印刷电路板(PCB)的生产呈现急剧增长之势。废旧电路板的增多给我们带来了环境问题,目前我们台州大多采用32%~35%的FeCl3溶液溶解印刷线路板上的金属铜,从而进行对铜的回收和利用。经分析腐蚀废液中主要含有HCl 、FeCl2和CuCl2等溶质。

(1)用32%~35%的FeCl3溶液溶解印刷线路板上的金属铜的原理是

(用离子方程式表示):   ▲   

(2)工业上有多种回收腐蚀废液中铜的方法,下面是常用的两种方法:

Ⅰ、电化学方法回收腐蚀废液中铜,则阳极(石墨)上的电极反应式为:   ▲  

Ⅱ、工业上也可以用铁粉回收腐蚀废液中的铜:

①用铁粉回收铜的实验操作为     ▲    

②科学家对铁置换铜工艺的研究如下:

分别用还原铁粉、废铁屑和废铁屑在超声波粉碎处理下置换铜,将置换出的铜粉放入250mL烧杯中,加入120mL 1.5 mol·L1的硫酸,水浴加热,控制温度在70 ℃ ,搅拌,在10、20、30、40、50、60min时,分别用吸管移取0.5g左右的铜于试管内,将上层清液倒回小烧杯中,用蒸馏水洗净试样,过滤,在105℃烘箱中烘干后测定铜粉中铁的含量。其结果如图所示。

已知a表示用还原铁粉置换铜的除铁效果,b表示用废铁屑置换铜的除铁效果,c表示用废铁屑在超声波下置换铜的除铁效果,你认为除铁效果最好的是   ▲    (填a、b或c),其原因是   ▲   

(3)工业上也可用腐蚀废液生成CuCl2·2H2O,从而进行对废液的利用,其工艺流程如下:

已知:pH ≥9.6时,Fe2+ 以Fe(OH)2 的形式完全沉淀; pH ≥6.4时,Cu2+ 以Cu(OH)2的形式完全沉淀; pH在3~4时,Fe3+ 以Fe(OH)3 的形式完全沉淀。

①试剂A最好应选用   ▲   

a.浓硫酸      b.Cl2        c.NaClO    d.NaOH溶液

理由是    ▲   

②分析有关物质的溶解度曲线(如下图),为了获得CuCl2·2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:   ▲       ▲    ,过滤得到产品。

③测定CuCl2·2H2O产品的质量分数可按下法:取2.000g产品,用水溶解后,加入60.00 mL 0.4000 mol·L1的KI溶液(足量),充分反应后加入淀粉指示剂,用0.4000 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定,耗去此标准液25.00 mL时,刚好到达滴定终点。

已知:2Cu2+4I=2CuI↓+I2    I2+2S2O32=2I+S4O62

此产品中CuCl2·2H2O的质量分数为    ▲   

 

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