Question

4．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：

（1）工业生产硫酸的第一步反应如下，请配平该化学方程式并用单线桥法标注电子转移的方向和数目：
4FeS₂+11O₂$\frac{高温}{\;}$8SO₂+2Fe₂O₃
（2）写出生产过程中XFe，YHCl （填化学式）．
（3）产生CuCl的化学方程式CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄．
（4）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g 置于预先放入10mL过量的eCl₃溶液250mL的锥形瓶中，不断摇动；
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Ce（SO₄）₂标准溶液滴至绿色出现为终点．如此再重复二次测得数据如下：
（ 已知：CuCl+FeCl₃ ══CuCl₂ +FeCl₂      Fe²⁺+Ce⁴⁺══Fe³⁺+Ce³⁺）

	1	2	3
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）	23.85	24.35	23.95

④数据处理：计算得CuCl的纯度为95%．（平行实验结果相差不能超过0.3%）

Answer 1

分析 要利用制作印刷电路的废液制备氯化亚铜，首先应制备并分离出铜，向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；
（1）依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒配平书写化学方程式；
（2）印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜；过滤后滤渣中含有铜和铁，依据铜和铁的活泼性，加入盐酸分离二者；
（3）依据图示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反应生成H₂SO₄、CuCl，依据得失电子守恒配平方程式；
（4）④依据方程式中各反应物量之间的关系计算CuCl的纯度．

解答 解：向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；
（1）FeS₂中铁元素化合价+2价变化为+3价，硫元素-1价变化为+4价，失电子总数=11，氧元素化合价0价变化为-2价，氧气反应电子转移4，则最小公倍数44，电子转移为44，配平得到化学方程式为：4FeS₂+11O₂=8SO₂+2Fe₂O₃ ，用单线桥法标注电子转移的方向和数目为：
故答案为：；
（2）印刷电路的废液（含Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cl^-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来，
故答案为：Fe；HCl；
（3）依据图示可知：CuCl₂、CuSO₄、SO₂、H₂O反应生成H₂SO₄、CuCl，产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄，
故答案为：CuCl₂+CuSO₄+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+2H₂SO₄；
（4）④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，结合方程式可知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，CuCl的纯度为23.9×10^-3L×0.1 mol•L^-1×99.5g•mol^-1/0.25g×100%=95%，
故答案为：95%．

点评 本题为工艺流程题，为高考热点和难点，设计物质的分离、物质的制备，明确物质的性质是解题关键，注意物质性质的理解应用，题目难度较大．