Question

某实验小组采用刻蚀废液(主要含CuCl₂、FeCl₃、FeCl₂、HCl)制取Cu和Cu₂Cl₂，实验流程如下：

已知：Cu₂Cl₂是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。

（1）“预处理"时，需用Na₂CO₃调节溶被至微酸性而不是碱性，其原因是_____

（2）“还原Ⅰ”需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为_______

（3）“还原Ⅱ”中，Cu²⁺参与反应的离子方程式为______

（4）“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是________

（5）“过滤Ⅱ”得到的Cu₂Cl₂需用无水乙醇洗涤，并在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装。于70℃真空干燥的目的是_________

（6）①请设计从“过滤Ⅰ”所得滤渣中获取Cu的实验方案:_______(实验中可供选择的试剂：稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水)。

②现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，请补充实验方案：_______________，分别按途径a、b制取Cu和Cu₂Cl₂，测得Cu的质量为m₁g，Cu₂Cl₂的质量为m₂g，则途径a、b铜素的回收率比为________(铜元素回收率=产品中铜元素质量/废液中铜元素的质量×100%)

Answer

防止Cu形成沉淀 水浴加热 2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+ Cu2Cl2微溶于水，增大Cl-浓度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀) 加快乙醇和水的挥发，防止Cu2Cl2被空气氧化 稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤2~3次，低温烘干 取两份相同体积的预处理后的水样 199m1/128m2

【解析】（1）如果调节溶液至弱碱性，就有可能形成氢氧化铜沉淀，造成铜元素的损失。

（2）反应的适宜条件是80℃，低于水的沸点，所以合理的加热方式是水浴加热。

（3）“还原Ⅱ”中，加入亚硫酸钠的目的是为了将铜离子还原为Cu2Cl2，从溶液中析出，亚硫酸根应该被氧化为硫酸根离子，反应为：2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+。

（4）题目已知Cu2Cl2微溶于水，加入氯化钠固体可以增大溶液中的Cl-浓度，进一步降低Cu2Cl2的溶解度，有利于其析出。

（5）加热到70℃是为了使乙醇和水快速气化，加快干燥的速率，同时已知：Cu2Cl2受潮后在空气中易被迅速氧化，干燥时为了避免其被空气氧化，选择了真空干燥。

（6）①过滤Ⅰ得到的固体是Fe和Cu，Cu不与稀硫酸反应，而Fe会与硫酸反应转化为硫酸亚铁溶于水，所以实验方案为：稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤2~3次，低温烘干（避免Cu被氧化）。

②欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，应该取用相同的起始原料，进行不同途径的处理，所以答案为：取两份相同体积的预处理后的水样。设废液中含有的铜元素的质量为mg，则途径a的回收率为m1/m；途径2的回收率为128m2/199m；所以途径a、b的回收率之比为：(m1/m)∶(128m2/199m)=199 m1∶128m2。