Question

（16分）氯化亞銅（CuCl）是有機合成工業中應用較廣泛的催化劑，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空氣中會被迅速氧化。從酸性電鍍廢液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺）中制備氯化亞銅的工藝流程如下：


請回答下列問題：
（1）電鍍污泥的主要成分是          （寫化學式）。
（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CuCl晶體時的最佳pH在     左右。
（4）析出的CuCl晶體要立即用無水乙醇洗滌，然后真空干燥、冷卻，密封包裝。真空干燥，密封包裝的目的是                                                。  
（5）從濾液A中可回收的主要物質是                           （寫化學式）。
（6）以碳棒為電極電解CuCl₂溶液可得到CuCl。寫出電解CuCl₂溶液后的陰極上發生的反應為         

Answer 1

（16分）
（1）Cu(OH)₂  Fe(OH)₃ （每個2分，共4分）      
（2）2Cu²⁺＋2Cl^—＋Fe＝2CuCl↓＋Fe²⁺（3分，沒配平扣1分，無寫“↓”不扣分）
（3）3 （2分，寫“2.8～3.5”均得分）
（4）促使乙醇和水的揮發，防止CuCl被空氣氧化 （2分，寫對其中的一點得2分）
（5）Na₂SO₄和FeSO₄（2分；寫對其中一個得2分）
（6）Cu^2＋＋Cl^－＋e^－===CuCl↓　（3分，無寫“↓”扣1分）

試題分析：（1）酸性電鍍廢液主要含Cu²⁺、Fe³⁺，加堿后生成Cu(OH)₂  Fe(OH)₃，是電鍍污泥的主要成分；
（2）鐵粉、氯化鈉、硫酸銅在溶液中反應生成CuCl，同時還有氯化亞鐵、硫酸鈉生成，離子方程式為2Cu²⁺＋2Cl^—＋Fe＝2CuCl↓＋Fe²⁺
（3）由圖可知pH=3時CuCl的產率最高，所以析出CuCl晶體時的最佳pH在3左右；
（4）真空干燥時無氧氣存在，密封包裝也是隔絕氧氣，所以真空干燥，密封包裝的目的是促使乙醇和水的揮發，防止CuCl被空氣氧化；
（5）由流程圖可知，氫氧化鐵與氫氧化銅與酸反應后生成硫酸銅與硫酸鐵，加入鐵粉后，溶液中存在硫酸亞鐵，氯化亞銅析出后溶液中只剩硫酸亞鐵與原來加堿時生成的硫酸鈉，所以從濾液A中可回收的主要物質是Na₂SO₄和FeSO₄；
（6）電解池中陰極發生還原反應，元素化合價降低，CuCl₂中Cu是+2價，CuCl中Cu是+1價，所以陰極上發生的反應是Cu^2＋＋Cl^－＋e^－===CuCl↓。