Question

氯化亞銅（CuCl）是一種白色固體，微溶于水，不溶于酒精．研究該物質(zhì)的應(yīng)用新領(lǐng)域、生產(chǎn)新方法及生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保新措施都具有重要意義．
（1）鎂-氯化亞銅海水電池，可用于魚(yú)雷上．該電池被海水激活時(shí)，正極導(dǎo)電能力增強(qiáng)，同時(shí)產(chǎn)生氣泡，則正極上被還原的物質(zhì)有

 

、

 

（填化學(xué)式）．
（2）工業(yè)上以銅作催化劑，氯代甲烷和硅粉反應(yīng)合成甲基氯硅烷的過(guò)程中產(chǎn)生大量廢渣（主要成分為硅粉、銅、碳等）．某課外小組以該廢渣為原料制CuCl，流程示意圖如下：

回答下列問(wèn)題：
①氯代甲烷有4種，其中屬于重要工業(yè)溶劑的是

 

（寫出化學(xué)式）．
②“還原”階段，SO₃^2-將Cu²⁺還原得[CuCl₂]^-，完成下列離子方程式．

 

Cu²⁺+

 

Cl^-+

 

SO₃^2-+

 

 

═

 

[CuCl₂]^-+

 

 

+

 

 

③在稀釋過(guò)程中存在下列兩個(gè)平衡：
ⅰ．[CuCl₂]^-?CuCl+Cl^-   K=2.32
ⅱ．CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^-   K_sp=1.2×10^-6
當(dāng)[CuCl₂]^-完成轉(zhuǎn)化時(shí)（c（[CuCl₂]^-）≤1.0×10^-5mol?L^-1），溶液中c（Cu⁺）≥

 

．
④獲得CuCl晶體需經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥．洗滌時(shí)，常用無(wú)水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)是

 

（寫一點(diǎn)）．
（3）工業(yè)生產(chǎn)CuCl過(guò)程中產(chǎn)生濃度為2～3g?L^-1的含銅廢水，對(duì)人及環(huán)境都有較大的危害，必須進(jìn)行回收利用．用萃取法富集廢水中的銅，過(guò)程如下：

①實(shí)驗(yàn)室完成步驟ⅰ時(shí)，依次在分液漏斗中加入曝氣后的廢水和有機(jī)萃取劑，經(jīng)振蕩并

 

后，置于鐵架臺(tái)的鐵圈上靜置片刻，分層．分離上下層液體時(shí)，應(yīng)先

 

，然后打開(kāi)活塞放出下層液體，上層液體從上口倒出．
②寫出步驟ⅱ的離子方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）鎂-氯化亞銅海水電池，依據(jù)電極材料和現(xiàn)象判斷電極和電極放電物質(zhì)；
（2）①工業(yè)上常用三氯甲烷和四氯化碳作為有機(jī)溶劑；
②分析反應(yīng)物中各元素化合價(jià)的變化，依據(jù)得失電子守恒、原子個(gè)數(shù)守恒配平方程式；
③依據(jù)�。甗CuCl₂]^-?CuCl+Cl^- K=2.32，計(jì)算當(dāng)[CuCl₂]^-完成轉(zhuǎn)化時(shí)C（Cl^-），然后依據(jù)
ⅱ．CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^- K_sp=1.2×10^-6計(jì)算C（Cu⁺）；
④依據(jù)CuCl（s）不溶于乙醇的性質(zhì)，避免CuCl溶于水而損失；
（3）①依據(jù)分液漏斗的正確使用方法解答；
②依據(jù)流程中給出反應(yīng)物和生成物結(jié)合離子反應(yīng)發(fā)生的條件及原子個(gè)數(shù)守恒解答．

解答： 解：（1）鎂-氯化亞銅海水電池，鎂做負(fù)極、氯化亞銅做正極，正極氯化亞銅得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極導(dǎo)電性增強(qiáng)，同時(shí)氫離子得到電子生成氫氣；電極反應(yīng)式：
負(fù)極電極反應(yīng)式：Mg-2e^-=Mg²⁺，
正極電極反應(yīng)式：CuCl+e^-=Cu+Cl^-，2H⁺+2e^-=H₂↑；
所以被還原的物質(zhì)為：CuCl、H₂O（或H⁺）；
故答案為：CuCl、H₂O（或H⁺）；
（2）①三氯甲烷和四氯化碳是工業(yè)上常用的有機(jī)溶劑；
故答案為：CHCl₃或CCl₄
②“還原”階段，SO₃^2-將Cu²⁺還原得[CuCl₂]^-，反應(yīng)中銅離子化合價(jià)由+2降為+1價(jià)，化合價(jià)降低1，發(fā)生還原反應(yīng)；亞硫酸根中硫元素化合價(jià)由+4價(jià)被氧化為硫酸根中的+6價(jià)，化合價(jià)升高2，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到的電子數(shù)等于還原劑失去的電子數(shù)，結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒，該反應(yīng)的方程式為：2Cu²⁺+4Cl^-+SO₃^2-+H₂O=2[CuCl₂]^-+SO₄^2-+2H⁺，
故答案為：2 4 1  1 H₂O  2  1 SO₄^2-2  H⁺；
③當(dāng)[CuCl₂]^-完成轉(zhuǎn)化時(shí)C（Cl^-），（c（[CuCl₂]^-）≤1.0×10^-5mol?L^-1），則C（Cl^-）=K×c（[CuCl₂]^-）
=2.32×10^-5mol/L；
則c（Cu⁺）=Ksp÷C（Cl^-）
=

1.2×10-6

2.32×10-5mol/L

=5.17×10^-2mol?L^-1；
故答案為：5.17×10^-2mol?L^-1；
④CuCl（s）不溶于乙醇的性質(zhì)，使用無(wú)水乙醇代替水進(jìn)行洗滌，防止CuCl晶體溶解損失；
故答案為：避免CuCl溶于水而損失；
（3）①萃取分液后依次依次在分液漏斗中加入曝氣后的廢水和有機(jī)萃取劑，經(jīng)振蕩并放氣后，置于鐵架臺(tái)的鐵圈上靜置片刻，分層．分離上下層液體時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)上口玻璃塞，（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔），然后打開(kāi)活塞放出下層液體，上層液體從上口倒出；
故答案為：放氣  打開(kāi)上口玻璃塞（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔）；
②步驟ⅱ的離子方程式：R₂Cu+2H⁺=Cu²⁺+2RH；
故答案為：R₂Cu+2H⁺=Cu²⁺+2RH．

點(diǎn)評(píng)：本題為工藝流程題，是高考的熱點(diǎn)，題目難度較大，涉及電化學(xué)、沉淀溶解平衡、氧化還原方程式的書寫等，側(cè)重考查學(xué)生綜合能力，熟悉相關(guān)知識(shí)是解題關(guān)鍵，注意對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移應(yīng)用．