2019年领军高考化学清除易错点专题21化工流程知识点讲解.doc

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1、- 1 -易错点 21 化工流程瞄准高考1 （2018 课标）焦亚硫酸钠（Na 2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：（1）生产 Na2S2O5，通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_。（2）利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为：pH=4.1 时，中为_溶液（写化学式） 。工艺中加入 Na2CO3固体、并再次充入 SO2的目的是_。（3）制备 Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO2碱吸收液中含有NaHSO3和 Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的 NaHSO3浓度增加。将该室溶液

2、进行结晶脱水，可得到 Na2S2O5。（4）Na 2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中 Na2S2O5残留量时，取 50.00 mL葡萄酒样品，用 0.01000 molL1的碘标准液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为_，该样品中 Na2S2O5的残留量为_gL 1（以 SO2计） 。【答案】 2NaHSO3Na 2S2O5+H2O NaHSO3 得到 NaHSO3过饱和溶液 2H2O4e 4H +O2 a S2O52 +2I2+3H2O2SO 42 +4I +6H 0.128- 2 -2 （2018 课标）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌

3、矿（ZnS，含有SiO2和少量 FeS、CdS、PbS 杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子 c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的 pH范围如下：金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+开始沉淀的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4沉淀完全的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣 1的主要成分除 SiO2外还有_；氧化除杂工序中 ZnO的作用是_，若不通入氧气，其后果是_。（3）溶液中的 Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电

4、极反应式为_；沉积锌后的电- 3 -解液可返回_工序继续使用。【答案】 ZnS+ O2 ZnO+SO2 PbSO4 调节溶液的 pH 无法除去杂质 Fe2+ Zn+Cd2+Zn2+Cd Zn2+2e Zn 溶浸【解析】 （1）由于闪锌矿的主要成分是 ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为3 （2018 北京）磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为 Ca5(PO4)3(OH)，还含有 Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca 5(PO4)3(OH)”或“” ） 。结合元素周期律解释中结论：P 和 S电子层数相同，_。（3）酸浸时，磷精矿中 Ca5(PO4)3F所含

5、氟转化为 HF，并进一步转化为 SiF4除去。写出生成HF的化学方程式：_。（4）H 2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80后脱除率变化的原因：_。- 4 -（5）脱硫时，CaCO 3稍过量，充分反应后仍有 SO42残留，原因是_；加入 BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是_ _。（6）取 a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用 b molL1NaOH溶液滴定至终点时生成 Na2HPO4，消耗 NaOH溶液 c mL，精制磷酸中 H3PO4的质量分数是_。 （已知：H 3

6、PO4摩尔质量为 98 gmol1）【答案】 研磨、加热 核电荷数 PS，原子半径 PS，得电子能力 PS，非金属性PS 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O 10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF 80 后，H 2O2分解速率大，浓度显著降低 CaSO4微溶 BaCO3+ +2H3PO4 BaSO4+CO2+H 2O+2 -4 0.9bca- 5 -4 （2018 江苏）以高硫铝土矿（主要成分为 Al2O3、Fe 2O3、SiO 2，少量 FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得 Fe3O4的部分工艺流程如下：（1）焙烧过程均会产生 SO2，用 NaOH溶液吸收过

7、量 SO2的离子方程式为_。（2）添加 1%CaO和不添加 CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题 16图所示。- 6 -已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于 600 硫去除率=（1 ）100%不添加 CaO的矿粉在低于 500 焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700焙烧时，添加 1%CaO的矿粉硫去除率比不添加 CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量 CO2，铝元素存在的形式由_（填化学式）转化为_（填化学式） 。（4） “过滤”得到的滤渣中含大量的 Fe2O3。Fe 2O3与 FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和 SO2，理论上完全

8、反应消耗的 n（FeS 2） n（Fe 2O3）=_。【答案】（1）SO 2+OH HSO3（2）FeS 2硫元素转化为 CaSO4而留在矿粉中（3）NaAlO 2 Al(OH)3（4）116【解析】 （1）过量 SO2与 NaOH反应生成 NaHSO3和 H2O。（2）根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于 600，不添加 CaO的矿粉低于500焙烧时，去- 7 -5 （2016 课标）高锰酸钾（KMnO 4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：“平炉”中发生的化学方程式为 。【答案】2MnO

9、2+4KOH + O2 2K2MnO4+2H2O；【解析】根据流程图可知，在“平炉”中 MnO2、KOH、O 2在加热时会反应产生 K2MnO4，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物质是 H2O，根据原子守恒、电子守恒可得发生的化学方- 8 -程式为 2MnO2+O2+4KOH 2K2MnO4+2H2O。6 （2016 课标）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V 2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收 V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质 V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3质量分数/% 2.22.9 2.83.1 222

10、8 6065 12 1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：（1） “酸浸”时 V2O5转化为 VO2+，反应的离子方程式为_。（2） “沉钒”得到偏钒酸铵（NH 4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式_。【答案】 （1）V 2O52H =2VO2 H 2O；SiO 2；（2）2NH 4VO3 高 温 V2O5H 2O2NH 3。锁定考点解题技巧：大多数的陌生化学方程式都是氧化还原反应，解题时要结合题目信息、流程图信息并熟记常见的氧化产物和还原产物判断生成物。1新情境氧化还原反应方程式的书写程序根据电子转移数或常见化合价确定未知产物中元素的化合价；根据溶液的酸碱性确定未知

11、物的类别根据电子守恒配平根据溶液的酸碱性确定参与反应的 H或 O 根据电荷守恒配平 根据原子守恒确定并配平其 他物质2. 熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物- 9 -氧化剂 Cl2 O2 浓 H2SO4 HNO3KMnO4(H )、MnO2Fe3 KClO3 、ClO H2O2还原产物 Cl O2 SO2 NO、NO 2 Mn2+ Fe2 Cl H2O还原剂 IS2 (H2S)CO、C Fe2 NH3SO2、SO23H2O2氧化产物 I2 S CO2 Fe3 NO 、N 2 SO42- O23 掌握书写信息型氧化还原反应的步骤(3 步法)第 1步：根据氧化还原顺序规律确定

12、氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据 氧 化 还原 反 应 的 守 恒 规 律 确 定 氧 化 剂 、 还 原 剂 、 还 原 产 物 、 氧 化 产 物 的 相 应 化 学 计 量 数 。第 2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加 H 或 OH 的形式使方程式的两端的电荷守恒。第 3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加 H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。4. 氧化还原反应方程式的配平：步骤: 标出化合价变化了的元素的化合价。 列变化：分别标出化合价升高数和化合价降低数 根据化合

13、价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。 利用元素守恒，观察配平其他物质5. “补缺”的技巧缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用 H+、OH -、H 2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现 OH-，碱性溶液中不能出现 H+，具体方法如下：酸性环境 碱性环境反应物中少氧 左边加 H2O，右边加 H+ 左边加 OH-，右边加 H2O反应物中多氧 左边加 H+，右边加 H2O 左边加 H2O，右边加 OH-方法：1根据氧化还原反应判断产物陌生情景中的化学反应往往是氧化还原反应，在氧化还原反应中，元素化合价有升高必然有降低，根据化合价升降可判断出反

14、应产物。典例 1 NO2与 NaOH溶液反应，产物之一是 NaNO2，写出该反应的化学方程式 。【答案】2NO 2+ 2NaOH =NaNO2 +NaNO3+H2O- 10 -典例 2 SO2可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的 Br2，SO 2 吸收 Br2的离子方程式是 。【答案】SO 2+Br2+2H2O=4H+SO42-+2Br-2根据电子得失数目定量分析判断产物在书写陌生方程式的题目中，有一类题目给出了一定量的氧化剂或还原剂在反应中得到或失去的电子数，这就要求学生能根据一定量的氧化剂或还原剂在反应中得失电子数，判断出产物的化合价，从而判断出产物，写出方程式。典例 1 硫单质在空气中燃

15、烧生成一种无色有刺激性气味的气体，该气体与含 1.5 mol 氯的一种含氧酸（该酸的某盐常用于实验室制取氧气）的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有 1.56.021023个电子转移时，该反应的化学方程式是_ _。【答案】SO 2 + 2HClO3=H2SO4 +2 ClO2【解析】硫单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体是 SO2，有还原性，被氧化为强酸 H2SO4；氯的一种含氧酸盐常用于实验室制取氧气，该盐是 KClO3，HClO 3具有氧化性，1.5 mol 的 HClO3在反应中转移 1.56.021023个电子，可判断 Cl元素化合价由+5 降低到+4价，即

16、产生了 ClO2，该反应的化学方程式是：SO 2 + 2HClO3=H2SO4 +2 ClO2。典例 2取 FeCl2溶液，调 pH约为 7，加入淀粉 KI溶液和 H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗 2mol I 时，共转移 3 mol电子，该反应的离子方程式是 。【答案】4I -+2Fe2+3H2O2=2I2+2 Fe（OH） 3【解析】FeCl 2溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H 2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成，说明产生了I 2和Fe（OH） 3，当消耗2mol I 时，共转移3 mol电子，说明被氧化的I 和Fe 2+之比是2:1，该反应的离子方程式是：4I -

17、+2Fe2+3H2O2=2I2+2 Fe（OH） 3。3根据题中图像书写方程式典例 1 苯甲酸可用作食品的抑菌剂。工业上通过间接电合成法制备苯甲酸，工艺流程如下：- 11 -电解池用于制备 Cr2O72-。(1)阴极产生的气体是_。(2)电解时阳极附近发生的反应如下图所示。SO 42-所起的作用是 。中反应的离子方程式是_。【答案】(1)H 2 (2) 催化剂3S 2O82- + 2Cr3+ +7H2O=6SO42- + Cr2O72- + 14H+典例 2 二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。在太阳能的作用下，以 CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为 。【答案】CO 2

18、 C+O2【解析】首先明确反应的目的是以 CO2为原料制取炭黑，并且要 求写总反应的化学方程式，根据地图示，化学方程式为：CO 2 C+O2。4根据题目信息书写方程式根据题目中的叙述，找出关键的字词，知道生成物是什么，写出化学方程式。典例 1碱式碳酸镁4MgCO 3Mg(OH)24H2O是重要的无机化工产品。一种由白云石主要成分为 CaMg(CO3)2，还含少量 SiO2、Fe 2O3等为原料制备碱式碳酸镁(国家标准中 CaO的质量分- 12 -数0.43%)的实验流程如下：（1） “煅烧”时发生主要反应的化学方程式为_。（2）常温常压下“碳化”可使镁元素转化为 Mg(HCO3)2， “碳化”

19、时终点 pH对最终产品中CaO含量及碱式碳酸镁产率的影响如图 1和图 2所示。图 1 CaO 含量与碳化终点 pH的关系 图 2 碱式碳酸镁产率与碳化终点 pH的关系应控制“碳化”终点 pH约为_，发生的主要反应的化学方程式为_和_。图 2中，当 pH10.0 时，镁元素的主要存在形式是_(写化学式)。（3） “热解”生成碱式碳酸镁的化学方程式为_。（4）该工艺为达到清洁生产，可以循环利用的物质是_(写化学式)。【答案】 CaMg(CO3)2 CaOMgO2CO 2 9.0 Mg(OH)22CO 2=Mg(HCO3)2 Ca(OH)2CO 2=CaCO3H 2O Mg(OH)2 5Mg(HCO

20、3)2 4MgCO3Mg(OH)24H2O6CO 2 CO 2- 13 -典例 2铵明矾NH 4Al(SO4)212H2O是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿（主要成分为 Al2O3）来生产铵明矾，其中 Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：（1）写出反应的离子方程式_。（2）25时，将 0.2 molL-1的氨水与 0.1 molL-1的 Y溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数 Kb_（忽略混合时溶液体积的变化） 。（3）从反应的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_、_、过滤、洗涤（填操作名称） 。（4） “电解”时，用惰性材料作电极，则阳极电极反

21、应式为_。（5）反应的化学方程式为_。（6）废水中含有 Fe2 、Mn 2+等金属离子对自然环境有严重的破坏作用， ，可用(NH 4)2S2O8氧化除去。写出 Mn2+被氧化生成 MnO2的离子方程式为_。Z 也有较强氧化性，在实际生产中不用 Z氧 化 Mn2+的原因是_。【答案】 AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3+HCO 3- 110-5 蒸发浓缩 冷却结晶 2SO42-2e S2O82- (NH4)2S2O82H 2O 2NH4HSO4 H 2O2 S2O82 + 2H2O + Mn 2 4H + - 14 -2SO42 + MnO2 锰的化合物可催化 H2O2的分解，使消耗的

22、 H2O2增多大题冲关1碱式碳酸钴Co x(OH)y(CO3)z常用作电子材料，磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置进行实验。（1）请完成下列实验步骤：称取 3.65g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；- 15 -按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；加热甲中玻璃管，当乙装置中_（填实验现象） ，停止加热；打开活塞 a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；计算。（2）步骤中缓缓通入空气数分钟的目的是_。（3）某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的_（填字母）连接在 _（填

23、装置 连接位置） 。（4）若按正确装置进行实验，测得如下数据：则该碱式碳酸钴的化学式为_。乙装置的质量/g 丙装置的质量/g加热前 80.00 62.00加热后 80.36 62.88（5）CoCl 26H2O常用作多彩水泥的添加剂，以含钴废料（含少量 Fe、Al 等杂质）制取CoCl26H2O的一种工艺如下：已知：沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3开始沉淀(pH) 2.3 7.5 7.6 3.4完全沉淀（pH） 4.1 9.7 9.2 5.2净除杂质时，加入 H2O2发生反应的离子方程式为_。- 16 -加入 CoCO3调 pH为 5.27.6，则操作获得

24、的滤渣成分为_。加盐酸调整 pH为 23 的目的为_。操作过程为_（填操作名称） 、过滤。【答案】 不再有气泡产生时 将装置中产生的 CO2和 H2O(g)全部排入乙、丙装置中 D 活塞 a前（或装置甲前） Co3(OH)4(CO3)2（ 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O Al(OH)3、Fe(OH) 3 抑制 CoCl2的水解 蒸发浓缩、冷却结晶2某工厂酸性废液中含有 Fe3+、Al 3+、Fe 2+、SO 42-，以该废液为原料制备 Fe2O3的工艺流程如下(部分操作和条件略)：已知：NH 4HCO3在热水中会分解。常温下，溶液中不同金属离子生成氢氧化物沉淀时的 pH见下表：

25、- 17 -金属离子(0.1molL -l) Fe3+ Fe2+ Al3+开始沉淀时的 pH 2.4 7.6 3.4完全沉淀时的 pH 3.7 9.6 4.8回答下列问题：（1）写出“还原”步骤中反应的离子方程式：_。（2）试剂 X可选用_（任写一种，填化学式） ， “滤渣”的主要成分是_。（3）加入碳酸氢铵后过滤，发现滤液仍然浑浊，可能的原因是_，用 90热水洗涤FeCO3沉淀的目的是_ _。（4）若在实验室中灼烧 FeCO3应在_(填仪器名称)中进行， “灼烧氧化”发生的化学方程式为_。（5）若工业上灼烧氧化 174.0吨 FeCO3得到 117.6吨产品，则该产品中 Fe2O3的纯度为_

26、 (设产品中杂 质只有 FeO，保留一位小数)。【答案】 Fe+2H+=Fe2+ H2 、Fe+2Fe 3+=3Fe2+ NH3H2O Fe和 Al(OH)3 滤纸破损或者是过滤时滤液超过滤纸上缘等 洗去表面吸附的离子同时促进碳酸氢铵的分解 坩埚 4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2 81.6%- 18 -3硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为 SiO2(约 45%)、Fe 2O3(约40%)、Al 2O3 (约 10%)和 MgO(约 5%)。其同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素。已知: Fe(OH) 3的 Ksp=4.010-38。请回答下列问题。(1)

27、固体 A的一种工业应用_；沉淀 D的电子式_。(2) 溶液 B中所含的金属阳离子有_。(写离子符号)(3) 若步骤中调 pH 为 3.0，则溶液 C中的 Fe3+ 是否沉淀完全 ，通过计算说明_。(4) 写出步骤中全部反应的离子方程式_。- 19 -(5) 为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元索还原成 Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。判断到达滴定终点的现象是_。某同学称取 2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成 100mL 溶液，移取 25.00mL 试样溶液，用 0.0050 mol/L KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准

28、溶液 20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是_。【答案】 制造玻璃或光导纤维 Mg2+、A1 3+、Fe 3+ Fe3+没有沉淀完全 OH-+ CO2=HCO3-、A1O 2-+ 2H2O +CO2=Al(OH)3+ HCO 3- 加最后一滴 KMnO4标准溶液时，溶液变为紫红色，且在半分钟内不褪色 5.6%- 20 -4MnCO 3可用于制备活性电极材料 MnO2。以菱锰矿（含 MnCO3、SiO 2、FeCO 3和少量 Al2O3等）为原料制备碳酸锰粗产品的流程如下：已知：常温下，K spFe(OH)3=8.01038 ，K spAl(OH)3=4.01034 。氢氧化物沉淀的条件：

29、Al 3+、Fe 3+完全沉淀的 pH分别为 4.6、3.4；Mn 2+开始沉淀的 pH为8.1。（1） “酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸，原因是_。（2）用离子方程式表示“氧化”过程中加 MnO2的目的：_。（3） “调 pH”时，向含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液至两种沉淀共存，当 c(Fe3+)=1.0105 molL1 时，c(Al 3+)=_molL1 。（4）“沉锰”过程中，反应的离子方程式为_。“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。- 21 -当温度高于 60时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是_。（5）从滤液 3中可分离出一种不含碳元素的氮肥，它的化

30、学式为_。【答案】 后续“氧化”过程中加入的二氧化锰会氧化浓盐酸 MnO22Fe 2+4H +=Mn2+2Fe 3+2H 2O 0.05 Mn2+2HCO 3 =MnCO3CO 2H 2O 温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快，沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢 (NH 4)2SO45氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。以某种铜矿粉(含 Cu2S、CuS及 FeS等)为原料制取 CuCl的工艺流程如下：已知：CuS、Cu 2S、FeS 灼烧固体 产物为 Cu2O、FeO；K sp(CuCl)= 210-7，2Cu += Cu+Cu2+的平衡常数 K1= 1106回答下列问题：-

31、 22 -（1） “灼烧”时，被还原的元素有_(填元素符号)。（2） “酸浸”所需 H2SO4是用等体积的 98% H2SO4和水混合而成。实验室配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管 外，还有_。 “酸浸”时硫酸不宜过多的原因是_。（3） “除杂”的总反应方程式是_。（4） “络合”反应中的 NH3与 NaHCO3理论比值是_。（5）加热“蒸氨”在减压条件下进行的原因是_。（6）X 可以充分利用流程中的产物，若 X 是 SO2时，通入 CuCl2溶液中反应的离子方程式是_；若 X 是 Cu时，反应 Cu+Cu2+2Cl-= 2CuCl 的平衡常数 K2=_。（7）以铜为阳极电解 NaCl溶液也可得到 CuCl，写出阳极电极反应式_。【答案】 Cu 和 O 量筒、烧杯 避免除杂时消耗过多的氨水 2Fe2+H2O2+4NH3H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3+4NH 4+ 5:1 减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 2Cu2+2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl+ 4H + 2.5107L3/moL3 Cu+Cle-=CuCl- 23 -