题目

题型：不详难度：来源：

（15分）氯化亚铜（CuCl）是一种白色固体，微溶于水，不溶于酒精。研究该物质的应用新领域、生产新方法及生产过程中的环保新措施都具有重要意义。
（1）镁—氯化亚铜海水电池，可用于鱼雷上。该电池被海水激活时，正极导电能力增强，同时产生气泡，则正极上被还原的物质有     、     （填化学式）。
（2）工业上以铜作催化剂，氯代甲烷和硅粉反应合成甲基氯硅烷的过程中产生大量废渣（主要成分为硅粉、铜、碳等）。某课外小组以该废渣为原料制CuCl，流程示意图如下：

回答下列问题：
①氯代甲烷有4种，其中属于重要工业溶剂的是           （写出化学式）。
②“还原”阶段，SO₃^2－将Cu^2＋还原得[CuCl₂]^－，完成下列离子方程式。
Cu^2＋+Cl^－+SO₃^2－+    ＝[CuCl₂]^－+    +    
③在稀释过程中存在下列两个平衡：
ⅰ [CuCl₂]^－CuCl＋Cl^－    K＝2.32
ⅱ CuCl(s)Cu⁺(aq)＋Cl^－   K_sp＝1.2×10^－6
当[CuCl₂]^－完成转化时（c([CuCl₂]^－)≤1.0×10^－5 mol·L^－1），溶液中c(Cu^＋)≥   。
④获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是    （写一点）。
（3）工业生产CuCl过程中产生浓度为2～3 g·L^－1的含铜废水，对人及环境都有较大的危害，必须进行回收利用。用萃取法富集废水中的铜，过程如下：

①实验室完成步骤ⅰ时，依次在分液漏斗中加入曝气后的废水和有机萃取剂，经振荡并       后，置于铁架台的铁圈上静置片刻，分层。分离上下层液体时，应先       ，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。
②写出步骤ⅱ的离子方程式：               。

答案

（1）CuCl、H₂O（或H^＋）（各1分，共2分） （2）①CHCl₃或CCl₄（任写一个就得分，1分）
②2Cu^2＋＋4Cl^－＋1SO₃^2－＋1  H₂O ＝2[CuCl₂]^－＋1  SO₄^2－ ＋2  H^＋（3分）
③5.17×10^-2mol·L^-1 （2分） ④避免CuCl溶于水而损失（或其他合理答案）（2分）
（3）①放气（1分）   打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔）（1分）
②R₂Cu＋2H^＋＝Cu^2＋＋2RH（3分）

解析

试题分析：（1）镁是活泼的金属，因此在镁—氯化亚铜海水电池中镁是负极，失去电子，正极得到电子，发生还原反应。该电池被海水激活时，正极导电能力增强，同时产生气泡，该气体应该是氢气，这说明正极上得到电子的物质有CuCl、H₂O（或H^＋）。
（2）①氯代甲烷有4种，其中属于重要工业溶剂的是CHCl₃或CCl₄。
②根据方程式可知，在反应中铜元素的化合价从＋2价降低到+1价，得到1个电子。硫元素的化合价从+4价升高到+6价，失去2个电子，所以根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1.根据原子守恒和电荷守恒可知，反应前还有水参加，反应后还有氢离子生成，因此配平后的离子方程式为2Cu^2＋＋4Cl^－＋SO₃^2－＋H₂O ＝2[CuCl₂]^－＋SO₄^2－  ＋2H^＋。
③根据方程式可知K＝、K_sp＝c(Cu^＋)·c(Cl^－)，则c(Cu^＋)＝ ，因此（c([CuCl₂]^－)≤1.0×10^－5 mol·L^－1），溶液中c(Cu^＋)≥5.17×10^-2mol·L^-1。
④CuCl在有机溶剂中的溶解度小能，用无水乙醇代替蒸馏水可以避免CuCl溶于水而损失。
（3）①在振荡过程中有关随时放气。分液时应该打开上口玻璃塞（或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔）。
②铜离子与氢离子交换加入水层，因此反应的离子方程式为R₂Cu＋2H^＋＝Cu^2＋＋2RH。