Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用刻蝕廢液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，實(shí)驗(yàn)流程如下：

已知：Cu2Cl2是白色固體，微溶于水，難溶于乙醇，受潮后在空氣中易被迅速氧化。

（1）“預(yù)處理"時(shí)，需用Na2CO3調(diào)節(jié)溶被至微酸性而不是堿性，其原因是_____

（2）“還原Ⅰ”需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為_______

（3）“還原Ⅱ”中，Cu2+參與反應(yīng)的離子方程式為______

（4）“攪拌”時(shí)加入NaCl粉末的作用是________

（5）“過濾Ⅱ”得到的Cu2Cl2需用無水乙醇洗滌，并在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí)，冷卻，密封包裝。于70℃真空干燥的目的是_________

（6）①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾Ⅰ”所得濾渣中獲取Cu的實(shí)驗(yàn)方案:_______(實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀硫酸、稀硝酸、蒸餾水)。

②現(xiàn)欲測(cè)定途徑a、b回收銅元素的回收率比，請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：_______________，分別按途徑a、b制取Cu和Cu2Cl2，測(cè)得Cu的質(zhì)量為m1g，Cu2Cl2的質(zhì)量為m2g，則途徑a、b銅素的回收率比為________(銅元素回收率=產(chǎn)品中銅元素質(zhì)量/廢液中銅元素的質(zhì)量×100%)

Answer 1

【答案】 防止Cu形成沉淀 水浴加熱 2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+ Cu2Cl2微溶于水，增大Cl-濃度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀) 加快乙醇和水的揮發(fā)，防止Cu2Cl2被空氣氧化 稀硫酸加到濾渣中，攪拌，充分反應(yīng)至無氣體產(chǎn)生為止，過濾并用蒸餾水洗滌2~3次，低溫烘干 取兩份相同體積的預(yù)處理后的水樣 199m1/128m2

【解析】（1）如果調(diào)節(jié)溶液至弱堿性，就有可能形成氫氧化銅沉淀，造成銅元素的損失。

（2）反應(yīng)的適宜條件是80℃，低于水的沸點(diǎn)，所以合理的加熱方式是水浴加熱。

（3）“還原Ⅱ”中，加入亞硫酸鈉的目的是為了將銅離子還原為Cu2Cl2，從溶液中析出，亞硫酸根應(yīng)該被氧化為硫酸根離子，反應(yīng)為：2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+。

（4）題目已知Cu2Cl2微溶于水，加入氯化鈉固體可以增大溶液中的Cl-濃度，進(jìn)一步降低Cu2Cl2的溶解度，有利于其析出。

（5）加熱到70℃是為了使乙醇和水快速氣化，加快干燥的速率，同時(shí)已知：Cu2Cl2受潮后在空氣中易被迅速氧化，干燥時(shí)為了避免其被空氣氧化，選擇了真空干燥。

（6）①過濾Ⅰ得到的固體是Fe和Cu，Cu不與稀硫酸反應(yīng)，而Fe會(huì)與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵溶于水，所以實(shí)驗(yàn)方案為：稀硫酸加到濾渣中，攪拌，充分反應(yīng)至無氣體產(chǎn)生為止，過濾并用蒸餾水洗滌2~3次，低溫烘干（避免Cu被氧化）。

②欲測(cè)定途徑a、b回收銅元素的回收率比，應(yīng)該取用相同的起始原料，進(jìn)行不同途徑的處理，所以答案為：取兩份相同體積的預(yù)處理后的水樣。設(shè)廢液中含有的銅元素的質(zhì)量為mg，則途徑a的回收率為m1/m；途徑2的回收率為128m2/199m；所以途徑a、b的回收率之比為：(m1/m)∶(128m2/199m)=199 m1∶128m2。