题目内容

12．氯化亚铜（CuCl）是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐．
从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程图如图甲；金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图乙．

已知：金属离子浓度为1mol•L-1时，Fe（OH）3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu（OH）2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7，请回答下列问题：
（1）酸浸时发生反应的离子方程式是Cu（OH）2+2H+=Cu2++2H2O，析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右．
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+
（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h、冷却密封包装．70℃真空干燥、密封包装的目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化．
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4，若想从滤液中获取FeSO4•7H2O晶体，还需要知道的不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度．
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2Na2SO4+H2SO4．为提高CuCl的产率，常在该反应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+，有利于平衡向右移动，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，从而降低了CuCl的产率．

分析 电镀废液中加入碱可生成Cu（OH）2、Fe（OH）3沉淀，在pH约为4时，用酸浸得到硫酸铜溶液和氢氧化铁沉淀，在硫酸铜溶液中加入氯化钠、铁，发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+，最后所得滤液为硫酸亚铁，结合CuCl的性质和题目要求解答该题．
（1）在pH约为4时，用酸浸得到硫酸铜溶液和氢氧化铁沉淀，说明氢氧化铜被酸溶解，由图2可知，析出CuCl沉淀的最佳pH应为CuCl的产率最大，且氢氧化铁杂质较少，应约为3左右；
（2）在硫酸铜溶液中加入氯化钠、铁，发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+，故答案为：2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+；
（3）由题给信息可知CuCl微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化，为防止氧化应隔绝空气，在干燥、真空环境中可加快乙醇和水的蒸发；
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4；获取FeSO4•7H2O晶体，还需要知道的是硫酸钠和硫酸亚铁溶解度随温度的变化的情况；
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠是亚硫酸钠作为还原剂，失电子，反应方程式为：2 CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+H2SO4，加入稀碱溶液消耗氢离子，从平衡正向移动，有利于氯化亚铜的产生，而当氢氧根离子浓度大到一定程度时以达到氢氧化铜的溶度积分析解答．

解答 解：（1）在pH约为4时，用酸浸得到硫酸铜溶液和氢氧化铁沉淀，说明氢氧化铜被酸溶解，反应的离子方程式为Cu（OH）2+2H+=Cu2++2H2O，由图2可知，析出CuCl沉淀的最佳pH应为CuCl的产率最大，且氢氧化铁杂质较少，应约为3左右，
故答案为：Cu（OH）2+2H+=Cu2++2H2O；3；
（2）在硫酸铜溶液中加入氯化钠、铁，发生氧化还原反应生成CuCl，发生2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+，
故答案为：2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+；
（3）由题给信息可知CuCl微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化，为防止氧化应隔绝空气，在干燥、真空环境中可加快乙醇和水的蒸发，
故答案为：加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化；
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4；获取FeSO4•7H2O晶体，还需要知道的是硫酸钠和硫酸亚铁溶解度随温度的变化的情况，
故答案为：Na2SO4和FeSO4；不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度；
（5）亚硫酸钠作为还原剂，失电子，发生氧化还原反应，反应方程式为：2 CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+H2SO4，加入稀碱溶液消耗氢离子，从平衡正向移动，有利于氯化亚铜的产生，而当氢氧根离子浓度大到一定程度时以达到氢氧化铜的溶度积，所以又析出氢氧化铜，所以调节pH至3.5，
故答案为：2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+H2SO4；OH-中和了反应中的H+，有利于平衡向右移动，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，从而降低了CuCl的产率．

点评 本题考查制备方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握题给信息，答题时注意审题，把握自学能力的培养，难度中等．

练习册系列答案
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步骤2：加入药品，打开K1、关闭K2，加热．装置B、D中的药品可选用下列物质中的ACD．（填编号）
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步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品．
（2）Na2 S2O3性质的检验：
向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水颜色变浅，检查反应后溶液中含有硫酸根，写出该反应的离子化学方程式S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H++8Cl-，
（3）常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解．此时CrO42-全部转化为Cr2O72-；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010mol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，反应完全时，消耗
Na2S2O3溶液18.00mL．部分反应的离子方程式为：Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=
S4O62-+2I-，则该废水中Ba2+的物质的量浓度为0.0024mol/L．
4．过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，漂白、消毒效果优于H2O2和过氧乙酸，某工业用过氧化尿素的部分参数如表．
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CO（NH2）2•H2O2白色晶体45℃75-85℃500g•L-1
合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下

请回答下列问题：
（1）写出合成过氧化尿素的化学方程式：CO（NH2）2+H2O2=CO（NH2）2•H2O2．
（2）反应器里冷凝管中冷水从下（填“上”或“下”）口流入；反应器的加热方式是②．
①直接加热；②水浴加热；③蒸气浴加热；④冰浴
（3）搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是铁铝易被（过氧化氢）腐蚀．
（4）从母液中分离出H2O2和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是降低蒸馏温度，防止过氧化氢分解．
（5）活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H2O234%）．为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL 6mol/LH2SO4，然后用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2（KMnO4溶液不与尿素反应），至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液6.000mL：
①完成并配平下列化学方程式；
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2 
②KMnO4溶液应盛放在酸式滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量偏高（填“偏高”、“偏低”或“不变”）；
③根据滴定结果确定产品质量不合格（填“合格”或“不合格”），活性氧的质量分数为12%．．
1．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）．

实验操作步骤：
Ⅰ．打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸．
Ⅱ．A中看到白色沉淀时，…，关闭活塞a．
请回答：
（1）B中反应的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O．
（2）通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是AD（填字母）．
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（3）C装置的作用是除HCl气体，X是NaHCO3（写化学式）．
（4）为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀后，D中反应的化学方程式是Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3（胶体）+Na2CO3．
2．下列叙述不正确的是（　　）
A．10mL O2与10mL CO2含有相同的分子数
B．0.5 mol H2O与0.5 mol CO含有相同的分子数
C．同温同压下，10mL N2和10mL NO含有相同的原子数
D．1 mol Fe和1 mol Cu在常温下所含的原子数相同，但体积不同

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