Question

氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料，防腐等工业．该物质是微溶于水的白色固体，露置于空气中易被氧化为绿色的碱式氯化铜（Cu₂（0H） ₃CI），在热水中易水解生成氧化铜水合物而呈红色．以下是一种采用亚硫酸盐还原法，从含铜电镀废水中制备氯化亚铜的工艺流程如图1．
已知Ksp：Cucl：1.2×10^-4　 CuOH：1.4×10^-15　Cu （OH） ₂：1.6×10^-10
请回答以下问题：
（1）写出反应①制备氯化亚铜的离子反应方程式：______．
（2）为提高CuCl的产率，常在反应①的体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5．这样做的目的是______．
（3）图2是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响．由图2可知，溶液温度控制在______时，CuCl产率能达到94%，随后随温度升高CuCl产率会下降，其原因是______．
（4）若要提高Cucl的产率你认为还可采取的措施有______．
（5）写出氯化亚铜在空气中被氧化的化学方程式______．
（6）反应①也可用铁代替亚硫酸钠，写出该反应的化学方程式______．

Answer 1

解：（1）由图示可知，反应物有：Cu²⁺、SO₃^2-、Cl^-，生成物有CuCl₂、SO₄^-，由于是氧化还原反应，化合价发生了变化，根据电子得失和质量守恒进行配平：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=CuCl₂↓+SO₄^-+2H⁺，故答案为：2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-+H₂O=CuCl₂↓+SO₄^-+2H⁺；
（2）因减少生成物的浓度，化学平衡正向移动，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，生成氢氧化亚铜沉淀（Cu²⁺能与OH^-结合，生成氢氧化铜沉淀），从而降低了CuCl的产率，
故答案为：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，生成氢氧化亚铜沉淀，从而降低了CuCl的产率；
（3）根据图象可知，因在60℃时CuCl产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了CuCl的水解，CuCl被氧化的速度加快，
故答案为：60℃温度过高，一是促进了CuCl的水解，二是促进了CuCl与空气中氧气发生反应；
（4）因温度升高，促进了CuCl与空气中氧气发生反应，所以反应①在隔绝空气条件下（还原气氛）进行可以提高CuCl的产率，故答案为：反应①在隔绝空气条件下进行；
（5）根据氧化产物结合氧化还原反应的电子守恒和原子守恒写出化学方程式并配平：4CuCl+O₂+4H₂O=2Cu₂（OH）₃Cl+2HCl，故答案为：4CuCl+O₂+4H₂O=2Cu₂（OH）₃Cl+2HCl；
（6）应①也可用铁代替亚硫酸钠，铁起的作用是做还原剂，把二价铜离子还原为氯化亚铜，本身被氧化为二价铁盐，书写化学方程式为2CuSO₄+2NaCl+Fe=2CuCl↓+FeSO₄+Na₂SO₄，
故答案为：2CuSO₄+2NaCl+Fe=2CuCl↓+FeSO₄+Na₂SO₄．
分析：（1）根据题目信息及氧化还原反应的有关知识，书写配平离子方程式；
（2）根据平衡移动原理，减少生成物的浓度，化学平衡正向移动；
（3）根据此温度下CuCl产率最大；根据信息可知，考虑温度过高，促进了CuCl的水解，同时加快反应速率，CuCl易被氧化为绿色的高价铜盐；
（4）考虑隔绝空气条件下进行；
（5）根据氧化还原反应的化合价升降规律，结合给出的氧化产物，写出化学方程式；
（6）加入铁替代亚硫酸钠，所起的作用相同，做还原剂，把俄二价铜还原为一价铜，由于铜离子氧化性较弱，溶液中反应的铁被氧化为二价，根据原子守恒、电子守恒书写化学方程式．
点评：本题主要考查了CuCl的制备，对制备过程中的有关知识进行了考查，氧化还原反应实质和规律的应用，培养了学生分析问题的能力和运用知识的能力．