Question

（16分）氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺）中制备氯化亚铜的工艺流程如下：


请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是          （写化学式）。
（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：
                                   。
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在     左右。
（4）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是                                                。  
（5）从滤液A中可回收的主要物质是                           （写化学式）。
（6）以碳棒为电极电解CuCl₂溶液可得到CuCl。写出电解CuCl₂溶液后的阴极上发生的反应为         

Answer 1

（16分）
（1）Cu(OH)₂  Fe(OH)₃ （每个2分，共4分）      
（2）2Cu²⁺＋2Cl^—＋Fe＝2CuCl↓＋Fe²⁺（3分，没配平扣1分，无写“↓”不扣分）
（3）3 （2分，写“2.8～3.5”均得分）
（4）促使乙醇和水的挥发，防止CuCl被空气氧化 （2分，写对其中的一点得2分）
（5）Na₂SO₄和FeSO₄（2分；写对其中一个得2分）
（6）Cu^2＋＋Cl^－＋e^－===CuCl↓　（3分，无写“↓”扣1分）

试题分析：（1）酸性电镀废液主要含Cu²⁺、Fe³⁺，加碱后生成Cu(OH)₂  Fe(OH)₃，是电镀污泥的主要成分；
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl，同时还有氯化亚铁、硫酸钠生成，离子方程式为2Cu²⁺＋2Cl^—＋Fe＝2CuCl↓＋Fe²⁺
（3）由图可知pH=3时CuCl的产率最高，所以析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右；
（4）真空干燥时无氧气存在，密封包装也是隔绝氧气，所以真空干燥，密封包装的目的是促使乙醇和水的挥发，防止CuCl被空气氧化；
（5）由流程图可知，氢氧化铁与氢氧化铜与酸反应后生成硫酸铜与硫酸铁，加入铁粉后，溶液中存在硫酸亚铁，氯化亚铜析出后溶液中只剩硫酸亚铁与原来加碱时生成的硫酸钠，所以从滤液A中可回收的主要物质是Na₂SO₄和FeSO₄；
（6）电解池中阴极发生还原反应，元素化合价降低，CuCl₂中Cu是+2价，CuCl中Cu是+1价，所以阴极上发生的反应是Cu^2＋＋Cl^－＋e^－===CuCl↓。