1、
氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸。工业上用制作印刷电路的废液(含、、、)生产CuCl的流程如图所示:
根据以上信息回答下列问题:
(1)生产过程中:X是______。(填化学式)
(2)写出生成CuCl的离子方程式______。
(3)析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是____。
(4)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,其理由是___________。
(5)CuCl的另一种制备原理是Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl K=5.85×106,向0.01 mol∙L-1的CuCl2溶液中加入足量的铜,能否生成CuCl?(通过计算说明)_________。
(6)使用CuCl捕捉CO气体的反应为CuCl(s)+xCO(g) CuCl∙xCO(s) △H < 0,为提高CO的平衡转化率,可采取的措施有____(填标号)。
A 降低温度 B 增大压强 C 延长反应时间 D 把CuCl分散到疏松多孔的分子筛中
(7)已知:CuClCu++Cl- K1; CuCl+Cl-CuCl2- K2;则反应Cu++2Cl-CuCl2-的平衡常数K=_______(用K1、K2表示)。
Fe 2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+ 减少产品CuCl的损失,易于干燥 Cu+2H2SO4(浓硫酸)CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1:1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1:1,所以理论上不需要补充SO2 能, AB
滤渣②和浓硫酸反应可以得到CuSO4,可知滤渣②为Cu,可知滤渣①里的成分为Cu和过量的X。废液中主要是Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cl-,不引入新的杂质,过量X为Fe粉,过量的Fe置换出Cu,滤液①主要是FeCl2,通入过量的Cl2,得到FeCl3,可以蚀刻电路板。滤渣①为Cu和Fe,加入过量的HCl,Fe和HCl反应生成FeCl2,滤液②主要为FeCl2,。CuCl2和SO2、CuSO4反应得到CuCl。
(1)根据分析X为Fe;
(2)根据图示CuSO4、SO2、CuCl2反应得到CuCl,SO2中S的化合价从+4升高到+6,生成H2SO4,而CuCl2和CuSO4中Cu的化合价从+2降低到+1,得到CuCl晶体,离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+;
(3)CuCl微溶于水,不溶于乙醇,用乙醇洗涤,可以减少洗涤过程中的溶解损失,而且乙醇易挥发,洗涤后易干燥;
(4)铜和浓硫酸反应生成SO2和CuSO4,而SO2和CuSO4与CuCl2反应生成CuCl,根据化学方程判断,理由是Cu+2H2SO4(浓硫酸)CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1:1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1:1,所以理论上不需要补充SO2;
(5)反应 Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl的平衡常数表示式,在0.01 mol∙L-1的CuCl2溶液中加入足量的铜,可根据浓度商Qc判断,,Qc<K,平衡正向进行;因此反应能够发生,由于,Qc<K,平衡正向进行;
(6)A.该反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,CO的转化率增加,A符合题意;
B.增大压强,向气体体积减小的方向移动,即正向移动,CO转化率会增加,B符合题意;
C.达到平衡后,延长反应时间,化学平衡不会移动,C不符合题意;
D.CuCl是固体,分散到疏松多孔的分子筛中,只是增加了接触面积,加快反应速率,平衡不移动,D不符合题意;
答案选AB;
(7)目标反应可由反应2-反应1得到,化学方程式相减,则平衡常数相除,则Cu++2Cl-CuCl2-的平衡常数K=。
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