Question

【题目】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。工业上用制作印刷电路的废液(含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－)生产CuCl的流程如图所示：

根据以上信息回答下列问题：

（1）写出生产过程中X________；Y________(填化学式)。

（2）析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是________________________；生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是________________________。

（3）写出生成CuCl的化学方程式：__________________________________。

（4）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，其理由是_________________。

（5）已知：常温下Ksp(CuCl)=1.6×10-7，Ksp(CuI)=1.2×10-12，现向CuCl饱和溶液中加入NaI固体至c(I-)=0.1mol/L，此时溶液中c(Cu+)/c(Cl-)=________。

（6）氯化亚铜的定量分析

①称取样品0.25 g置于已放入10 mL过量的FeCl3溶液的锥形瓶中，不断摇动。

②待样品溶解后，加水50 mL，邻菲罗啉指示剂2滴。

③立即用0.10 mol·L－1硫酸铈标准溶液滴定至终点，同时做空白实验一次。

已知：

CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2；Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。

如此再重复2次测得：

	1	2	3
空白实验消耗硫酸铈 标准溶液的体积/mL	0.75	0.50	0.80
0.25 g样品消耗硫酸铈 标准溶液的体积/mL	24.65	25.75	24.90

④数据处理：计算得CuCl的纯度为_________(平行实验结果相差不能超过0.3%)。

Answer 1

【答案】 Fe HCl 减少产品CuCl的损失 防止CuCl水解 CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4 Cu＋2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O反应中生成的CuSO4和SO2的物质的量比为1∶1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O===2CuCl↓＋2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2的物质的量比也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体 9×10-8 95.52%

【解析】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，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；向滤液①即氯化亚铁溶液中通入氯气转化为氯化铁，重新获得刻蚀液。

（1）根据以上分析可知生产过程中X、Y分别是Fe、HCl。（2）氯化亚铜(CuCl)微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，因此析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是减少CuCl的损失。生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止CuCl水解；（3）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。（4）依据图示可知：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1：1，CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1﹕1，所以理论上不需要补充SO2气体。（5）已知：常温下Ksp(CuCl)＝1.6×10-7，Ksp(CuI)＝1.2×10-12，现向CuCl饱和溶液中加入NaI固体至c(I-)＝0.1mol/L，则根据Ksp(CuI)＝1.2×10-12可知此时c(Cu+)＝1.2×10-11mol/L，根据Ksp(CuCl)=1.6×10-7可知此时c(Cl-)＝mol/L，所以溶液中c(Cu+)/c(Cl-)＝9×10-8；（6）根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过0.3%可知滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是24.0mL，结合方程式CuCl＋FeCl3＝CuCl2＋FeCl2、Fe2＋＋Ce4＋＝Fe3＋＋Ce3＋可知CuCl的纯度为24.0×10-3L×0.1 molL-1×99.5gmol-1/0.25g×100%＝95.52%。