Question

氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。下图是工业上用制作印刷电路的废液(含Fe^3＋、Cu^2＋、Fe^2＋、Cl^－)生产CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：

（1）写出生产过程中X___________，Y___________。

（2）写出产生CuCl的化学方程式：______________________。

（3）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO₂气体，结合化学方程式和必要的文字说明理由：________。

（4）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，你认为还应该注意的关键问题是______________。

（5）实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：

pH	1	2	3	4	5	6	7
CuCl产率	70	90	82	78	75	72	70

析出CuCl晶体最佳pH为___________，当pH较大时CuCl产率变低的原因是________________。

（6）氯化亚铜的定量分析：

①称取样品0.25 g和10 mL过量的FeCl₃溶液于250 mL锥形瓶中，充分溶解。

②用0.10 mol·L^－1硫酸铈[Ce(SO₄)₂]标准溶液滴定。已知：CuCl ＋ FeCl₃ === CuCl₂ ＋ FeCl₂ 、Fe^2＋ ＋ Ce^4＋ === Fe^3＋＋ Ce^3＋。三次平行实验结果如下(平行实验结果相差不能超过1%)：

平行实验次数	1	2	3
0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)	24.35	24.05	23.95

则样品中CuCl的纯度为___________(结果保留三位有效数字)。

Answer

（1）Fe 稀盐酸 （2）CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4

（3）反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O中生成的CuSO4和 SO2为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体 （4）生产中应防止CuCl的氧化和见光分解

（5）2 pH较大时，Cu2＋水解程度增大，反应生成的CuCl减少

（6）0.955(或95.5%)

【解析】

试题分析：（1）废液中含有Fe3＋、Cu2＋，应加入Fe除去，过量的Fe用稀盐酸除去，所以试剂X、Y分别是Fe、稀盐酸。

（2）由流程图可知，CuCl晶体的制备过程中，反应物为SO2、CuSO4、CuCl2，生成物为H2SO4、CuCl，由化合价升降守恒及原子守恒，可得反应方程式为CuCl2＋CuSO4＋SO2＋2H2O＝2CuCl↓＋2H2SO4。

（3）由反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，Cu与浓硫酸反应的过程中有SO2生成，且生成的CuSO4和 SO2为1∶1，生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2也为1∶1，所以理论上不需要补充SO2气体。

（4）因CuCl在空气中迅速被氧化成绿色且见光分解，变成褐色，故生产中应注意防止CuCl的氧化和见光分解。

（5）由表中数据可知，pH＝2时，CuCl产率最高；pH较大时，Cu2＋水解程度增大，导致反应生成的CuCl减少。

（6）滴定0.25 g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是24 mL，所以CuCl的纯度为。

考点：考查物质制备工艺流程图分析