Question

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；在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色；下图是工业上以制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）生产CuCl的流程如下：

文字

根据以上信息回答下列问题：
（1）该生产过程还可以与氯碱工业、硫酸工业生产相结合，工业生产硫酸的方法是______________、氯碱工业的装置是_____________________。
（2）写出生产过程中X__________  Y___________ （填化学式）
（3）写出产生CuCl的化学方程式________________________________________________________。
（4）生产中为了提高CuCl产品的质量，采用______________法快速过滤，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______________________________。
（5）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO₂气体，其理由是__________________________。
（6）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:
_____________________________________。
（7）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g(称准至0.0002g)置于预先放入玻璃珠50粒和10ml过量的FeCl₃溶液250ml锥形瓶中，不断摇动；玻璃珠的作用是____________________________。
②待样品溶解后，加水50ml，邻菲罗啉指示剂2滴；
③立即用0.10 mol·L^-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点；同时做空白试验一次。已知：CuCl + FeCl₃ =CuCl₂ + FeCl₂      Fe²⁺ + Ce⁴⁺= Fe³⁺ + Ce³⁺
如此再重复二次测得：

	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克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml)	24.65	24.75	24.70

 
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

（1）接触法；（1分）离子交换膜电解槽 
（2）Fe、稀盐酸    
（3）CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄   
（4）抽滤或者减压过滤；减少产品CuCl的损失；防止CuCl的水解。
（5）Cu+2 H₂SO₄（浓） CuSO₄+ SO₂↑+2H₂O反应中生成的CuSO₄和 SO₂为1∶1，
CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄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。 
（6）生产中应防止CuCl的氧化和见光分解
（7）加速样品的溶解，0.95或者95% 

试题分析：（1）工业上用接触法制硫酸，氯碱工业的装置是离子交换膜电解槽
（2）废液中含有Fe³⁺、Cu²⁺所以应加入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
（3）CuCl被二氧化硫还原氯化铜而得到，化学方程式为CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O="2CuCl↓+2" H₂SO₄
（4）快速过滤应采用抽滤或减压过滤的方法，CuCl微溶于水，不溶于乙醇，所以用无水乙醇洗涤的目的是减少CuCl的损失，调节溶液的pH不能过大的原因是防止CuCl水解
（5）Cu与浓硫酸反应的过程中有二氧化硫生成，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。
（6）因为CuCl露置于空气中易被氧化为绿色的高价铜盐，见光则分解，变成褐色，这些问题应注意。
（7）玻璃珠的作用是加速样品的溶解，根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过0.3%，滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是23.9ml,所以CuCl的纯度为23.9×10^-3L×0.1 mol·L^-1×99.5g·mol^-1/0.25g×100%=95%