Question

氯化亞銅(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空氣中會被迅速氧化成綠色堿式鹽。從酸性電鍍廢液(主要含Cu2＋、Fe3＋)中制備氯化亞銅的工藝流程圖如下：

 

金屬離子含量與混合液pH、CuCl產率與混合液pH的關系圖如圖。

 

【已知：金屬離子濃度為1 mol·L－1時，Fe(OH)3開始沉淀和沉淀完全的pH分別為1.4和3.0，Cu(OH)2開始沉淀和沉淀完全的pH分別為4.2和6.7】請回答下列問題：

(1)酸浸時發生反應的離子方程式是________；析出CuCl晶體時的最佳pH在________左右。

(2)鐵粉、氯化鈉、硫酸銅在溶液中反應生成CuCl的離子反應方程式為____________________________。

(3)析出的CuCl晶體要立即用無水乙醇洗滌，在真空干燥機內于70℃干燥2 h、冷卻密封包裝。70℃真空干燥、密封包裝的目的是____________________________________________。

(4)產品濾出時所得濾液的主要分成是________，若想從濾液中獲取FeSO4·7H2O晶體，還需要知道的是__________________。

(5)若將鐵粉換成亞硫酸鈉也可得到氯化亞銅，試寫出該反應的化學方程式：______________________。為提高CuCl的產率，常在該反應體系中加入稀堿溶液，調節pH至3.5。這樣做的目的是__________________________________________。

 

Answer 1

(1)Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O　3

(2)2Cu2＋＋2Cl－＋Fe=2CuCl↓＋Fe2＋

(3)加快乙醇和水的蒸發，防止CuCl被空氣氧化

(4)Na2SO4和FeSO4

不同溫度下硫酸鈉和硫酸亞鐵的溶解度

(5)2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋H2O=2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4

OH－中和了反應中的H＋，有利于平衡向右移動，提高CuCl的產率。但當OH－濃度過大時，Cu＋能與OH－結合，生成氫氧化亞銅，從而降低了CuCl的產率

【解析】(1)酸浸后可得到高濃度的硫酸銅溶液，所以發生的反應為Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O；由圖像知當pH＝3時CuCl的產率最高。(4)反應中加入了Na＋，反應后生成了Fe2＋，所以濾液成分為Na2SO4和FeSO4。(5)將鐵粉換成Na2SO3，則為＋4價S還原Cu2＋。

點撥：本題考查化學與技術，考查考生對化學與技術的掌握情況。難度中等。