高考化学培优 易错 难题(含解析)之铜及其化合物推断题含详细答案

高考化学培优 易错 难题(含解析)之铜及其化合物推断题含详细答案
一、铜及其化合物
1．为探究某固体化合物X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验。

请回答：
(1)蓝色溶液中的金属阳离子是________。

(2)黑色化合物→砖红色化合物的化学方程式是________________________。

(3)X 的化学式是________。

【答案】Cu 2＋ 4CuO
高温2Cu 2O ＋O 2↑ Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3 【解析】
【分析】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=18g 0.18g /mol =0.01 mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)=
2.00g 100g/mol =0.02 mol ，故可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3，据此分析。

【详解】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝
色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=18g 0.18g /mol
=0.01 mol ，n(H)=0.02mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)= 2.00g 100g/mol =0.02 mol ，故n(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol ，可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3。

(1)蓝色溶液为CuSO 4溶液，含有的金属阳离子是Cu 2＋；
(2)黑色化合物→砖红色化合物，只能是CuO→Cu 2O ，反应的化学方程式是4CuO 高温2Cu 2O ＋O 2↑；
(3)X 的化学式是Cu(OH)2·2CuCO 3或Cu 3(OH)2(CO 3)2。

2．将单质Fe 和FeCl 3、FeCl 2、CuCl 2的混合溶液一起放进烧杯中，搅拌、静置。

根据下述
不同情况，填写金属单质或金属离子
．．．．．．．．．的符号。

（1）充分反应后，若Fe有剩余，则烧杯中不可能含有的金属离子是_____。

（2）充分反应后，如果烧杯中还有大量的Fe3+，则还会有的金属离子是_____。

（3）如果烧杯中Cu2+的物质的量减少了一半，则烧杯中一定没有的金属离子是____，一定没有的金属单质是______。

【答案】Fe3+、Cu2+ Fe2+、Cu2+ Fe3+ Fe
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2，氧化性：FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu，铁先与氯化铁溶液反应，Fe有剩余，则溶液中不存在Fe3+、Cu2+，以此解答该题。

【详解】
在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2，则铁先与氯化铁溶液反应。

氧化性：FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu；
①Fe有剩余，则溶液中不存在Fe3+、Cu2+；
②如容器内有大量Fe3+，说明金属Fe完全溶解且铜离子没有反应，所以还会有的金属离子是Fe2+、Cu2+；
③如有一半Cu2+剩余，说明铜离子已部分反应，所以氧化性强的铁离子已完全反应，则容器内一定没有的金属离子是：Fe3+；则Fe完全溶解，一定没有Fe剩余。

【点睛】
考查Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较，能正确判断固体的成分是解本题的关键；本题中根据Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无Fe3+存在，一定存在Fe2+，可能含有Cu2+；若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+和Cu2+无剩余。

3．为探究黑色固体 X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
（1）X的化学式是________________。

（2）写出固体甲与稀硫酸反应的离子方程式________________________。

【答案】CuO Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+＋H2O
【解析】
【分析】
根据框图逆推本题：气体能使带火星的木条复燃，说明隔绝空气加热会产生氧气；固体甲遇到硫酸产生蓝色溶液和紫红色固体单质乙，说明有铜产生，进而说明X中含有铜元素和
氧元素，再根据质量守恒进行解答。

【详解】
（1）32.0gX隔绝空气加热分解放出的能使带火星的木条复燃的气体为氧气，质量为32.0g-28.8g=3.2g,证明X中含氧元素,28.8g固体甲和稀硫酸溶液反应生成蓝色溶液,说明含铜离子，证明固体甲中含铜元素,即X中含铜元素,铜元素和氧元素形成的黑色固体为CuO,所以X 为氧化铜，本题答案： CuO；
（2）由n(CuO)=32.0g÷80g∙mol-1=0.4mol,结合质量守恒得到n(O2)=3.2g÷32g∙mol-1=0.1mol,由氧元素守恒得到甲中n(Cu): n(O)=0.4mol:(O.4mol-0.1mol×2)=2:1,固体甲的化学式为Cu2O,加稀硫酸后，产生蓝色溶液和固体单质乙，固体单质乙为Cu，蓝色溶液为硫酸铜，与稀硫酸反应的离子方程式为：Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+＋H2O；答案：Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+＋
H2O。

4．已知固体A是中学常见的矿物，由四种元素组成，现设计如下实验:
请回答：
(1)固体A的化学式______________。

(2)镁能在气体E中燃烧，写出反应的化学方程式____________。

(3)写出固体C与氨气反应生成D的化学方程式_________________。

【答案】Cu2(OH)2CO3或Cu (OH)2·CuCO3或Cu2H2CO52Mg+CO2 2MgO+C 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
【解析】固体C在氨气中加热生成紫红色固体D，D为Cu，则C为CuO，根据(2)镁能在气体E中燃烧，气体E不能与浓硫酸反应，E为CO2，根据质量守恒，另外一种气体的质量为22.2g-4.4g-16g=1.8g，该气体能够被浓硫酸吸收，应该为水蒸气，因此固体A隔绝空气加热生成氧化铜、水和二氧化碳，则固体A为碱式碳酸铜。

(1)固体A为碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3，故答案为：Cu2(OH)2CO3；
(2)镁能在气体二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg+CO2 2MgO+C，故答案为：2Mg+CO2 2MgO+C；
(3)氧化铜与氨气反应生成铜的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，故答案为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。

5．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是_____。

写出操作①的名称：_________。

（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：
_______。

操作②用到的主要仪器名称为_____，其目的是（填序号）_________。

a．富集铜元素
b．使铜元素与水溶液中的物质分离
c．增加Cu2＋在水中的溶解度
（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和______。

若操作③使用下图装置，图中存在的错误是_____。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜，阳极产物是_______。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是____________。

（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是______。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是________。

【答案】作氧化剂过滤 Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2分液漏斗 a b RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多 O2、H2SO4加热浓缩冷却结晶过滤 H2SO4防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀
【解析】
【分析】
【详解】
（1）废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液，得到铜氨溶液和残渣，分离难溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作①为过滤。

反应Ⅰ是将铜转化为铜氨溶液，铜元素的化合价升高，所以铜是还原剂，则双氧水为氧化剂，将铜氧化。

（2）反应Ⅱ是铜氨溶液中的铜氨离子与有机物RH反应，生成CuR2，同时生成NH4+和
NH3，方程式为：Cu(NH3）42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2。

分液的目的是富集铜元素，使铜元素与水溶液中的物质分离，所以a b正确。

（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应相当于复分解反应，所以生成硫酸铜和RH。

互不相溶的液体采用分液的方法，分液时分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，且分液漏斗内部不能盛放太多溶液。

（4）以石墨为电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，所以阳极上产生O2，同时有大量的氢离子生成，且硫酸根离子也向阳极移动在阳极积累，因此阳极产物还有硫酸，从溶液中获取晶体可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。

（5）电解硫酸铜溶液时得到硫酸，在反应Ⅲ中用到的H2SO4，所以硫酸能循环使用。

氯化铵电离出的铵根离子抑制一水合氨的电离，从而降低溶液的碱性，防止由于溶液中的c （OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀。

6．黄铜灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3）生产氯化铜晶体的流程如下：
（1）反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是______________________
（2）滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是___________________
（3）写出反应Ⅱ的化学方程式____________________________________________________（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、__________、___________。

（5）在空气中直接加热CuCl2·x H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是
___________________________________________________（用化学方程式表示）
（6）CuCl2·x H2O晶体中x值的测定：称取3.420g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 4.400×10-2mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl- 外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl-完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol·L-1的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。

使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定终点的现象是_______________________________________。

②若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL，则CuCl2·x H2O 中x值为
________。

【答案】加入过量的Zn会使产品中含有杂质。

Zn2+、Fe2+ Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 洗涤干燥 2CuCl2·xH2O Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O 溶液变为血红色，且30s不褪色 2
【解析】
【分析】
黄铜灰渣加入盐酸浸取，盐酸可与Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应，滤渣Ⅰ为铜，过滤Ⅰ后进入反应Ⅰ主要含有Cu2+、Zn2+、Fe2+、H+，加入适量锌粉，锌粉只与Cu2+、H+反应生
成铜单质。

过滤Ⅱ后，铜进入反应Ⅱ与双氧水和盐酸反应，最后得到产品，滤液Ⅱ中为产生的Zn2+和未反应的Fe2+。

【详解】
(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量，若过量会将铁置换出来，进入反应Ⅱ，使后面产品CuCl2·x H2O晶体含有杂质；
(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是产生的Zn2+和未反应的Fe2+；
(3)反应Ⅱ是铜与双氧水和盐酸反应生成氯化铜，其化学方程式为：
Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O；
(4)“系列操作”为了从CuCl2溶液中得到CuCl2·xH2O，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(5)氯化铜是强酸弱碱盐，水解产生的盐酸是易挥发性酸，在空气中直接加热CuCl2·x H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是：2CuCl2·xH2O Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O；
(6)①用含Fe3+的溶液作指示剂，用KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。

使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，滴定终点时KSCN不再转化为AgSCN，而与Fe3+作用，使溶液变为血红色，故滴定终点的现象是：溶液变为血红色，且30s不褪色；
②与KSCN反应的Ag+的物质的量为：0.2000mol·L-1×20.00mL×10-3L/mL=4.000×10-3mol，则与CuCl2·x H2O反应的Ag+的物质的量为：4.400×10-2mol-4.000×10-3mol=4.000×10-2mol，则CuCl2·x H2O的物质的量为：2.000×10-2mol，则2.000×10-2mol×(135+18x)g/mol=3.420g，解得x=2。

7．我国古代许多著作在化学学科知识上都体现出了一定水平的认识。

其中《管子•地数》中有记载：“上有丹沙者，下有黄金；上有慈石者，下有铜金。

”
Ⅰ.“丹沙者丹砂也”，丹砂是古代炼丹的重要原料，也是实验室处理水银洒落后的产物。

你认为丹砂主要成分是_____；(填化学式)“慈石者磁石也”，请写出磁石溶于盐酸的离子方程式：_____；
Ⅱ.“铜金者，斑岩铜矿也。

”
安徽宣城茶亭铜金矿床是长江中下游成矿带中新发现的一个大型斑岩型矿床。

斑岩铜矿中Cu主要以铜﹣铁硫化物(主要为CuFeS2)的形式存在。

以黄铜矿(主要成份为CuFeS2，含少量杂质SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO4•7H2O)。

其主要流程如图：
已知：①“反应1”：4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表：
(1)“反应1”中，每生成1 mol CuSO4转移电子数为_____N A；
(2)“试剂a”是_____，“试剂b”是_____；
(3)“反应2”中加CuO调pH为3.7～4.7的目的是_____；
(4)“操作X”应为_____、_____、过滤、洗涤；请简述上述“操作X”中如何对所得FeSO4•7H2O晶体进行洗涤_____；
(5)简述如何判断“反应5”已进行完全：_____。

【答案】HgS Fe3O4+8H +＝2Fe 3++Fe 2++4H2O 17 Fe粉稀硫酸使Fe 3+形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀加热浓缩冷却结晶向漏斗中加入蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复2﹣3次取少量反应后滤液加入几滴硫氰化钾溶液，若无明显现象则证明反应进行完全
【解析】
【分析】
Ⅰ.实验室用硫磺粉处理洒落的水银，生成的产物为HgS；磁石的主要成分为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水；
Ⅱ.（1）根据方程式中物质元素化合价的变化确定转移电子的数目；
（2）铁粉可将Fe3+还原为Fe2+；
（3）将pH调节为3.7～4.7，可将Fe3+完全沉淀而不产生Cu(OH)2沉淀；
（4）由溶液得到晶体，可进行加热浓缩、冷却结晶等操作；
（5）反应5为硫酸铁与铁粉的反应，可用检验铁离子的方法检验是否反应完。

【详解】
Ⅰ.由题意可知丹砂为实验室处理水银洒落后的产物，应为HgS；磁石的主要成分为四氧化三铁，与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，反应的离子方程式为Fe3O4+8H +＝2Fe 3++Fe 2++4H2O；
Ⅱ.（1）涉及反应为4CuFeS2 +2H2SO4 +17O2 ═4CuSO4 +2Fe2(SO4)3 +2H2O，反应中S元素化合价由﹣2价升高到+6价，Fe元素化合价由+2价升高到+3价，生成4molCuSO4，则消耗
17mol氧气，转移68mol电子，则生成1molCuSO4，转移17mol电子，故答案为：17；（2）试剂a是Fe，试剂b是稀硫酸；
（3）加CuO调pH为3.7～4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀，（4）由溶液得到晶体，可进行加热浓缩、冷却结晶等操作，洗涤晶体，可向漏斗中加入蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复2﹣3次；
（5）反应5为硫酸铁与铁粉的反应，可用检验铁离子的方法检验是否反应完，方法是取少量反应后滤液加入几滴硫氰化钾溶液，若无明显现象则证明反应进行完全。

8．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。

某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含 70%Cu、25%Al、4%Fe 及少量 Au、Pt 的合金，并设计出由合金制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
(1)第①步 Cu与酸反应的离子方程式为__________________，得到滤渣 1的主要成分为
_______________。

(2)第②步加 H2O2的作用是做氧化剂，将溶液中的 Fe2+氧化为 Fe3+，用 H2O2做氧化剂的优点是____________________。

(3)滤渣 2的主要成分是 Al(OH)3和 Fe(OH)3，在生产中如何分离两种沉淀，写出反应的离子方程式______________。

(4)第③步蒸发所需玻璃仪器为__________________。

【答案】Cu+4H++2NO3-=Cu2+ +2NO2↑+2H2O Au、Pt 不引入新的杂质，对环境无污染
Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O 酒精灯、玻璃棒
【解析】
【详解】
(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+离子进入溶液；Pt和Au不能反应，仍以固体单质的形式存在，所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+；第①步Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2+ +2NO2↑+2H2O；
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O。

用H2O2作氧化剂的优点是还原产物是H2O，不引入杂质，且对环境无污染；
(3)滤渣 2的主要成分是 Al(OH)3和 Fe(OH)3，在生产中可根据Al(OH)3是两性氢氧化物，能够与强碱NaOH溶液反应，而Fe(OH)3是碱，不能与强碱发生反应来分离两种难溶性物质，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；
(4)第③步从含有CuSO4的溶液中获得CuSO4·5H2O晶体的方法是蒸发结晶法，蒸发时所需玻璃仪器为酒精灯、玻璃棒。

9．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。

某“变废为宝”学习探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________；
得到滤渣I的主要成分为____________________；
(2)第②步加H2O2的作用是__________________；
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是________；
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，___方案不可行，原因是_____；从原子利用率角度考虑，___方案更合理。

【答案】Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H＋+2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt 将Fe2＋氧化为Fe3＋，不引入杂质，对环境无污染加热脱水甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙
【解析】
【分析】
本题是以含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物为原料，制备硫酸铜和硫酸铝晶体，涉及了用离子方程式表示反应原理，利用绿色氧化剂过氧化氢氧化二价亚铁离子得到三价铁离子，然后通过调整溶液的pH使Fe3+、Al3+沉淀，再先用碱溶液溶解沉淀，过滤后再用酸溶解沉淀，得到的溶液再分别结晶，根据物质中杂质含量判断方案的可行性，根据原子利用率高低判断方案的优劣。

【详解】
(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+，其中不活泼的金属Au、Pt不能溶解，进入滤渣；所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+；第①步Cu与硝酸反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O；
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；H2O2作氧化剂，还原产物是H2O，不引入杂质，对环境无污染；
(3)由于CuSO4是难挥发性的强酸生成的盐，在加热过程中发生水解反应产生的Cu(OH)2与硫酸会再反应产生CuSO4，所以第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是直接在坩埚中
加热脱水；
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中：
甲方案在滤渣中只加了硫酸，会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法甲不可行；
乙方案先在滤渣中加H2SO4，生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3，再加适量Al粉，Al和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，乙方案可行；
丙方案先在滤渣中加NaOH，NaOH和Al(OH)3反应生成可溶性的NaAlO2，然后在滤液中加H2SO4，NaAlO2与硫酸反应生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，方案丙可行；
可见在上述三种方案中，方案甲不可行，方案乙、丙可行，甲方案不可行原因是所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质；
从原子利用率角度考虑，方案乙反应步骤少，产生的副产物少，原子利用率相对高些，所以方案乙更合理。

【点睛】
本题考查了物质的分离提纯、离子方程式的书写、实验方案的设计与评价等知识。

较为全面的考查了学生对元素及化合物、离子的检验、物质的分离提纯，盐的水解及有电子转移的离子方程式的书写规律等，将基本理论、元素化合物、化学实验有机融为一体，是不可多得的一道好题目。

10．氯化亚铜(CuCI)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、不溶于乙醇及稀硫酸。

工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、CI-)中制备氯化亚铜。

请回答下列问题：
（1）写出步骤①中发生的两个主要反应的离子方程式：___。

（2）步骤②的操作名称是___。

（3）步骤④中所加物质X为___。

（4）步骤⑤的操作是___。

（5）步骤⑥应调节溶液的pH呈酸性，且用乙醇洗涤CuCl品体，目的是___。

（6）在CuCI的生成过程中，可以循环利用的物质是___，理论上___(填“需要”或“不需要”)补充(不考虑调节等消耗)；理由是___。

（7）エ业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。

写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应：___。

【答案】Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2H+=Fe2++H2↑过滤、洗涤CuO或Cu (OH)2或CuCO3等在HCl气流中蒸发结晶减少CuCl的损失硫酸不需要Cu与
浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4Cu2++Cl-+e-=CuCl↓
【解析】
【分析】
从某酸性废液（主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-）中制备氯化亚铜，向工业上以某酸性废液（含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，酸性废液调节pH值使铁离子沉淀，过滤得氯化铜溶液，氯化铜、硫酸铜、二氧化硫反应生成氯化亚铜和硫酸，硫酸可以再循环利用。

【详解】
（1）步骤①中铁能与铜离子及铁离子反应生成铜和亚铁离子等，同时铁也与酸性废液中的酸反应生成氢气，涉及的离子方程式为Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+、
Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Cu2++Fe=Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+2H+=Fe2++H2↑；（2）步骤②中从溶液中分离出固体物质过量的铁和生成的铜，所以步骤②的操作名称是过滤、洗涤，故答案为：过滤、洗涤；
（3）步骤④中为调节溶液的pH值，要能与酸反应同时不引入新的杂质，所以物质X为CuO或Cu (OH)2或CuCO3等，故答案为：CuO或Cu (OH)2或CuCO3等；
（4）步骤⑤的操作是从氯化铜溶液中获得氯化铜晶体，要防止铜离子水解，所以步骤⑤的操作是在HCl气流中蒸发结晶，故答案为：在HCl气流中蒸发结晶；
（5）CuCl微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，所以要用乙醇洗涤CuCl晶体，减少CuCl的损失，故答案为：减少CuCl的损失；
（6）根据流程分析可知，硫酸可以循环利用，Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4，故答案为：硫酸；不需要；Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的量为1：1，而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量也为1﹕1，所以理论上不需要补充H2SO4；
（7）电解CuCl2溶液，阴极上是铜离子得电子生成亚铜离子，亚铜离子结合氯离子生成氯化亚铜沉淀，电极反应式为 Cu2++Cl-+e-=CuCl↓，故答案为：Cu2++Cl-+e-=CuCl↓。