Question

從回收的含銅電纜廢料中提取銅時，假若設計如下兩種方案，回答有關問題。
方案甲：

方案乙：

（1）兩個方案中，符合當前生產中綠色化學理念的是方案      ，理由是    方案第一步“灼燒”會產生污染空氣的氣體、粉塵、煙霧。
（2）方案乙中銅溶解生成藍色溶液時發生反應的離子方程式為________________ _      ______。
（3）為了提高原料的利用率,最后一步所得淺綠色濾液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、自然干燥可得到一種結晶水合物的晶體。獲得晶體后對其進行檢測：
①先取a g的晶體進行脫水實驗，獲得無水固體為（a—1.26）g
②將無水固體溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化鋇溶液，當滴加10.00mL溶液時，沉淀恰好完全。通過計算測知該晶體的化學式是              。
（4）氯化亞銅（CuCl）是重要的化工原料。國家標準規定合格的CuCl產品的主要質量指標為CuCl的質量分數大于96.5% 。工業上用硫酸銅等原料常通過下列反應制備CuCl ：
2CuSO₄+ Na₂SO₃ + 2 NaCl + Na₂CO₃＝2 CuCl ↓+ 3 Na₂SO₄ + CO₂↑
測定CuCl質量分數時先準確稱取所制備的0.2500g CuCl樣品置于一定量的0.5mol·L^-1 FeCl₃溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L^-1 Ce（SO₄）₂溶液滴定到終點，消耗24.60mL Ce（SO₄）₂溶液。有關反應的離子方程式為：Fe ³⁺+CuCl＝Fe ²⁺+Cu²⁺+Cl^－ ，Ce⁴⁺ + Fe ²⁺＝Fe ³⁺ + Ce³⁺
計算上述樣品中CuCl的質量分數為           。

Answer 1

（10分）（1）乙 ；甲 （2）2Cu + O₂ +4H⁺2Cu²⁺ + 2H₂O （3）FeSO₄·7H₂O （4）97.9%

試題分析：（1）方案甲中電纜廢料在空氣中燃燒時能產生污有毒的氣體、粉塵、煙霧而污染空氣；而方案乙中不燃燒，所以不能產生有毒氣體，因此方案乙符合綠色化學理念。
（2）在加熱的條件下銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅溶解在稀硫酸中生成硫酸銅，反應的離子方程式為2Cu + O₂ +4H⁺2Cu²⁺ + 2H₂O。
（3）取a g的晶體進行脫水實驗，獲得無水固體為（a—1.26）g，這說明反應中生成的水的質量是1.26g，物質的量是1.26g÷18g/mol＝0.07mol；消耗氯化鋇的物質的量是0.01mol，白色沉淀是硫酸鋇，則根據原子守恒可知，晶體中SO₄^2－的物質的量是0.01mol，所以晶體中硫酸亞鐵和結晶水的個數之比是1:7，因此晶體的化學式為FeSO₄·7H₂O。
（4）根據離子方程式Fe ³⁺+CuCl＝Fe ²⁺+Cu²⁺+Cl^－ ，Ce⁴⁺ + Fe ²⁺＝Fe ³⁺ + Ce³⁺可知，
CuCl～Fe ²⁺～Ce⁴⁺
1mol        1mol
n     0.0246L×0.1000mol/L
解得n＝0.00246mol
所以CuCl的質量＝0.00246mol×99.5g/mol＝0.24477g
因此上述樣品中CuCl的質量分數為×100%＝97.9%。