Question

【题目】氯化亚铜是有机合成工业中应用较广的催化剂。

(1)CuCl用作制备碳酸二甲酯的催化剂：4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O，请填写化学方程式将催化原理补充完整：i．4CuCl+4CH3OH+O2＝4Cu(CH3O)Cl+2H2O；ii．________________________。

(2)一种用废铜制备氯化亚铜的过程如下：

Cu(s)+Cl2(g)＝CuCl2(s) △H＝-a kJ·mol-1

CuCl2(s) +Cu(s) +4HCl(aq)＝2H2[CuCl3] (aq) △H＝+b kJ·mol-1

CuCl(s) + 2HCl(aq)H2[CuCl3] (aq) △H＝-c kJ·mol-1

①反应 2Cu(s)+Cl2(g)＝2CuCl(s) △H＝_______________ kJ·mol-1(用含 a、b、c 的式子表示)

②向CuCl2 溶液中加入过量铜粉，发生反应生成CuC1。但在实验过程中要加入浓盐酸反应才能持续进行，反应结束后将溶液倒入蒸馏水中稀释获得CuCl。加入浓盐酸的目的是___________________。

(3)在电解槽中电解氨性含铜蚀刻废液，电解后向阴极液中加入盐酸酸化，再倒入蒸馏水稀释，得到氯化亚铜沉淀。

①电解装置如图所示，阴极区电极方程式为___________________________ 。

②稀释过程中溶液的温度不同，得到沉淀质量和氯化亚铜百分含量变化如图所示。

从氯化亚铜产率角度分析，最佳稀释温度为__________________；温度越高得到氯化亚铜沉淀质量越小，其原因可能是：i.加热过程中部分氯化亚铜被氧化；ii．___________________。

Answer 1

【答案】2Cu(CH3O)Cl + CO = (CH3O)CO + 2CuCl –a + b + 2c 溶解 CuCl，防止其覆盖在铜表面阻碍反应进行 +e–=+2NH3 20℃ 温度高CuCl 溶解度增大

【解析】

利用总反应减去反应i，便可得到反应ii的化学方程式；借助三个已知热化学方程式，利用盖斯定律，便可求出待求反应的△H；从反应看，Cu、CuCl、CuCl2都呈固态，产物会覆盖在反应物表面，阻止反应的进行，所以加入盐酸便是为了让反应能持续进行；电解后向阴极液中加入盐酸酸化，再倒入蒸馏水稀释，得到氯化亚铜沉淀，说明通过电解，将转化为；在稀释前，沉淀质量为一定值，改变温度、加水稀释，由于溶解度的改变，导致固体质量的改变，所以只要利用图中数据，求出CuCl的质量，便可确定CuCl产率最高的点对应的温度；温度越高得到氯化亚铜沉淀质量越小，原因一个为溶解，一个为变质。

(1)将总反应“4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O”减去反应“4CuCl+4CH3OH+O2＝4Cu(CH3O)Cl+2H2O”，便可得到反应ii为2Cu(CH3O)Cl + CO = (CH3O)CO + 2CuCl。答案为：2Cu(CH3O)Cl + CO = (CH3O)CO + 2CuCl；

(2)Cu(s)+Cl2(g)＝CuCl2(s) △H＝-a kJ·mol-1 ①

CuCl2(s) +Cu(s) +4HCl(aq)＝2H2[CuCl3] (aq) △H＝+b kJ·mol-1 ②

CuCl(s) + 2HCl(aq)H2[CuCl3] (aq) △H＝-c kJ·mol-1 ③

①利用盖斯定律，将反应①+②-③×2得，反应 2Cu(s)+Cl2(g)＝2CuCl(s) △H＝–a + b + 2c kJ·mol-1。答案为：–a + b + 2c；

②向CuCl2 溶液中加入过量铜粉，发生反应生成CuC1，由于反应生成的CuCl覆盖在Cu表面，阻止反应的不断进行，所以在实验过程中要加入浓盐酸反应才能持续进行，加入浓盐酸的目的是：溶解 CuCl，防止其覆盖在铜表面阻碍反应进行。答案为：溶解 CuCl，防止其覆盖在铜表面阻碍反应进行；

(3)①电解后向阴极液中加入盐酸酸化，再倒入蒸馏水稀释，得到氯化亚铜沉淀，则表明转化为，阴极区电极方程式为+e–=+2NH3。 答案为：+e–=+2NH3；

②反应所得固体的质量相同，所含CuCl的质量相同，但由于稀释过程中溶液的温度不同，得到沉淀质量和氯化亚铜百分含量不同。在20℃时，CuCl2的质量为1.36g×98.75%=1.343g，30℃时，CuCl2的质量为1.30g×99.02%=1.287g，CuCl2的质量越大，产率越高，所以从氯化亚铜产率角度分析，最佳稀释温度为20℃；温度越高得到氯化亚铜沉淀质量越小，可从溶解度和被氧化两个方面分析，所以其原因可能是：i.加热过程中部分氯化亚铜被氧化；ii．温度高CuCl 溶解度增大。答案为：20℃；温度高CuCl 溶解度增大。