Question

【题目】氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。

I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题:

（1）按气流方向连接各仪器接口顺序是：a______________________________。

（2）写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是______________________________。

（3）反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是_______________________________。

II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:

（1）检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是__________________。

（2）某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制500mL0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2·2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为_________________________________，分析以下操作对配制的溶液浓度造成的影响，影响偏高的是___________________________。

①蒸馏水洗完容量瓶后没有烘干 ②转移溶液过程中出现漏液

③砝码生锈 ④定容时俯视

（3）溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)_________。

a.NaOH b.NH3·H2O c.CuO d.CuSO4 e.Cu2(OH)2CO3

（4）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】d e j h f g b Cu+Cl2CuCl2, 2Fe+3Cl22FeCl3 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- KSCN溶液 将称量的晶体置于烧杯中,加入适量的稀盐酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌 ③④ c、e 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-

【解析】

I.（1）实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物，浓盐酸和高锰酸钾发生反应生成氯气，氯气中混有氯化氢和水，可用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸干燥，加热时硬质试管中铜和氯气反应生成氯化铜，用氢氧化钠溶液吸收氯气；

（2）在硬质试管中铜和铁都与氯气反应；

（3）根据题目信息可知，电池反应应该为铁和次氯酸钠反应，故正极为次氯酸根得电子生成氯离子。
Ⅱ.粗铜(含杂质Fe)与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，形成氯化铁和氯化铜溶液，再加CuO或氢氧化铜等调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的固体2为氢氧化铁，溶液2为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成CuCl，氯化铜溶液在HCl氛围中蒸发结晶得到CuCl2·2H2O，以此解答该题。

I.（1）仪器连接顺序：Cl2发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl2处理装置，所以各仪器接口顺序是：a→d、e→j、h→f、g→b；

因此，本题正确答案是：d e j h f g b；
（2）硬质试管中发生反应有:氯气与Cu反应生成氯化铜,与Fe反应生成氯化铁,反应方程式分别为：Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3；

因此，本题正确答案是Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3；

（3）氢氧化钠溶液吸收氯气，生成有次氯酸钠，生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀，碳等杂质为正极，铁为负极。负极的电极反应式为Fe－2e-＝Fe2+，Fe2+＋2OH-＝Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ，

因此，本题正确答案是：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ；

Ⅱ.(1)由流程图分析可以知道溶液2中若含有杂质离子则是Fe3+，用KSCN溶液检验Fe3+，若有Fe3+，溶液变红；
因此，本题正确答案是：KSCN溶液；
（2）溶解氯化铜时要加入盐酸抑制铜离子的水解，具体操作为将称量的晶体置于烧杯中，加入适量的稀盐酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌；

①蒸馏水洗完容量瓶后没有烘干无影响，定容时需要加入蒸馏水定容；

②转移溶液过程中出现漏液使溶质减少，浓度偏低；

③用生锈的砝码称量固体，根据药品的质量=砝码质量+游码质量，由于砝码质量偏大，导致称量的固体质量偏大，配制的溶液中溶质的物质的量浓度偏高；

④定容时俯视容量瓶刻度线，溶液的液面低于刻度线，体积偏小，浓度偏高。故选③④，

因此，本题正确答案是：将称量的晶体置于烧杯中，加入适量的稀盐酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌；③④；

（3）用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应，且不引入Cu2+之外的离子，故用CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3；
因此，本题正确答案是：c、e；
（4）根据信息可以知道：在加热条件下，SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-，其反应的离子方程式为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-，

因此，本题正确答案是： 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-。