50~85℃
O2
工业流程
氢化亚铜与氯化亚铜
可能用到的相对原子质量: H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23
Mg:24 Al:27 Si:28 P:31 S:32 Cl:35.5
Fe:56 Cu:64 Ag:108 Ba:137 Cr:52
1.难溶物氢化亚铜(CuH)可用CuSO4溶液和“另一种反应物”在40℃~50℃时反应生成。
CuH不稳定,易分解;CuH在氯气中能燃烧;常温下跟盐酸反应能产生气体,以下有关它
的推断中不正确...的是
A.“另一种反应物”一定具有氧化性 B.CuH既可做氧化剂也可做还原剂
C.CuH+Cl2 点燃 CuCl+HCl↑ D.CuH+HCl==CuCl↓+H2↑
2.(10分)氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜(CuC1)为白色晶体,微溶于水,能溶于
氨水、浓盐酸,并生成配合物,不溶于硫酸、稀硝酸和醇。
实验药品:铜丝20 g、氯化铵20 g、65% 硝酸10 mL、36%盐酸15 mL、水。
(1)反应①的化学方程式为 ,
用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是 。
(2)工业化生产时,95%乙醇可通过 方法回收并循环利用,
而NH4Cl、 (填化学式)可直接循环利用。
(3)实验室用右上图装置制备CuC1。
①实验时通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生O2的速率,最宜选择
装置(填字母序号A、B、C)。
O2
a
c
b
实验室反应装置
A B C
①
浓缩 补充Cu、HCl
Cu、HCl、NH4Cl、HNO3、H2O
NH4[CuCl2]
过滤
固体
残液
95%乙醇洗涤、烘干
成品CuCl
②实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温,主要原因是 ;
电炉加热升温至50℃时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕
色,从环保角度考虑,当 时才能停止通入氧气,待冷却至
室温后,再打开瓶塞,沿 (填字母a、b、c)口倾出棕色反应液于1000 mL
大烧杯中,加水500 mL,即刻有大量白色沉淀析出。
3.(10分)氯化亚铜在氯的衍生物产品中占有较突出的位置,在有机合成工业中可作催化
剂。以下是从含Cu2+、Fe3+的电镀废水中制备氯化亚铜的工艺流程图。
用滤液中Cu2+、Fe3+的含量对pH作图,可直观地反映出滤液中金属离子含量与pH之间的关
系以及反应①系统pH与CuCl产率的关系。
请回答以下问题:
(1)含Cu2+、Fe3+的电镀废水加碱时会有沉淀,当pH=3.8左右时,电镀污泥的主要成分
为 ;当pH=5时再加入碱时又会生成 沉淀。
(2)由反应①制备CuCl时的最佳pH在 左右。
(3)对CuCl产率探究时发现反应①在隔绝空气条件下进行时CuCl产率较高,由此推测
CuCl具有 ,试写出CuCl与浓硝酸反应的化学方程
式: 。
CuCl产率在pH=5较pH=3时更小的原因是
。
(4)反应①中1mol铁粉完全反应转移2mol电子,其离子反应方程式为 。
如果将反应①中铁粉换为亚硫酸钠,也可以得到氯化亚铜,则此反应的化学方程
式 。
电镀废液
电镀污泥
高浓度
硫酸铜溶液
氯化钠
铁粉
CuCl产品
滤液
晶体
滤液
碱
过滤
酸浸
蒸发、过滤
调节
pH、温度
反应①过滤
2%盐酸洗
无水乙醇洗
pH
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0
123
45678910
g
L
-1
的
浓
度
(
)
CuCl
产
率
%
75
80
85
90
95
Fe
3+
的浓度
Cu
2+
CuCl
的浓度
产率
Cu
2+
Fe
3+
镜头九:氢化亚铜与氯化亚铜
参考答案:
1.AC
2.(共10分)
(1)NH4[CuCl2] =CuCl↓+NH4Cl(2分),
避免CuCl溶于水而造成损耗(1分),(洗去晶体表面的杂质离子及水份)。
(2)蒸馏(1分),HNO3(1分)。
(3)① B(2分)
② 氯化铵溶于水吸收大量热量,造成反应液温度降低(1分)。
烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色(1分),a或c(答a或答c给分,1分)
3.[解析]从图可知,它pH=3.8左右时,Fe3+的浓度几近为0,所以此时应该完全以Fe(OH)
3
沉淀析出,而pH=5时Cu2+形成的沉淀应该是Cu(OH)2,从图知,制备CuCl时的最佳pH
在3.5左右,CuCl中Cu为+1价,有一定的还原性,如果隔绝空气进行反应,可以减少+1
价Cu被氧化,所以产率会更高此,在pH=5时溶液中Cu2+与碱反应生成Cu(OH)2,降低了
CuCl的生成机会,所以其产率较低。
【答案】(共10分)
(1)Fe(OH)3 、Cu(OH)2 (2)3.5
(3)还原;2CuCl+4HNO 3=Cu(NO3)2 +2NO2↑+ CuCl2+2H2O;在pH=5时溶液中Cu2+与碱反应
生成Cu(OH)2,降低了CuCl的生成机会,所以其产率较低。
(4)2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+ 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl↓+2 Na2SO4+H2SO4