Question

2．氯化亞銅（CuCl）常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸．工業(yè)上采用如下工藝流程，從某酸性廢液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cl^-）中制備氯化亞銅文字

請回答下列問題：
（1）步驟②的操作名稱是：過濾、洗滌．
（2）步驟④中所加物質X為：CuO或Cu（OH）₂或CuCO₃等．
（3）步驟⑥應調節(jié)溶液pH呈酸性，且用乙醇洗滌CuCl晶體，目的是：減少CuCl的損失．
（4）在CuCl的生成過程中，可以循環(huán)利用的物質是硫酸，理論上否（填“是”或“否”）需要補充（不考慮調節(jié)等消耗）；
（5）工業(yè)上還可以采用以碳棒為電極電解CuCl₂溶液得到CuCl．寫出電解CuCl₂溶液中的陰極上發(fā)生的電極反應Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl↓．

Answer 1

分析 從某酸性廢液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cl^-）中制備氯化亞銅，向工業(yè)上以某酸性廢液（含Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cl^-）加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應轉化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據銅與鐵活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應，過濾得到濾渣即為銅，然后銅與濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫，酸性廢液調節(jié)pH值使鐵離子沉淀，過濾得氯化銅溶液，氯化銅、硫酸銅、二氧化硫反應生成氯化亞銅和硫酸，硫酸可以再循環(huán)利用，
（1）步驟②中從溶液中分離出固體物質過量的鐵和生成的銅；
（2）步驟④中為調節(jié)溶液的pH值，要能與酸反應同時不引入新的雜質，據此確定所加物質X；
（3）CuCl微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，所以要用乙醇洗滌CuCl晶體；
（4）根據流程分析可知，硫酸可以循環(huán)利用，根據反應中硫元素守恒判斷是否需要補充硫酸；
（5）電解CuCl₂溶液，陰極上是銅離子得電子生成亞銅離子，亞銅離子結合氯離子生成氯化亞銅沉淀．

解答 解：（1）步驟②中從溶液中分離出固體物質過量的鐵和生成的銅，所以步驟②的操作名稱是過濾、洗滌，
故答案為：過濾、洗滌；
（2）步驟④中為調節(jié)溶液的pH值，要能與酸反應同時不引入新的雜質，所以物質X為CuO或Cu （OH）₂或CuCO₃等，
故答案為：CuO或Cu （OH）₂或CuCO₃等；
（3）CuCl微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，所以要用乙醇洗滌CuCl晶體，減少CuCl的損失，
故答案為：減少CuCl的損失；
（4）根據流程分析可知，硫酸可以循環(huán)利用，Cu與濃硫酸反應生成CuSO₄和 SO₂的物質的量為1：1，而生產CuCl的過程中消耗CuSO₄和SO₂的物質的量也為1﹕1，所以理論上不需要補充H₂SO₄，
故答案為：否；
（5）電解CuCl₂溶液，陰極上是銅離子得電子生成亞銅離子，亞銅離子結合氯離子生成氯化亞銅沉淀，電極反應式為 Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl↓，
故答案為：Cu²⁺+Cl^-+e^-=CuCl↓．

點評 本題考查了CuCl的生產工藝流程，為高考熱點和難點，涉及物質的分離、物質的制備，明確物質的性質是解題關鍵，注意物質性質的理解應用，題目難度中等．