Question

氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl₂?2H₂O）．

（1）为了完成步骤Ⅰ，可采用如下图所示的装置将粗铜转化为固体a．

在该实验中，加热A、C装置中的酒精灯时，应该先点燃

 

装置的酒精灯，D装置的作用是

 

，C装S中生成的产物是

 

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（2）步骤Ⅱ中的操作是：将步骤Ⅰ中的固体加入到容器中，然后加入

 

，固体完全溶解．
（3）步骤Ⅲ中加入的试剂是H₂O₂，其目的是提高最终制备的氯化铜晶体的纯度，试写出有关反应的离子方程式：

 

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（4）步骤Ⅳ中应先加入某试剂，然后过滤得到滤液．为了调节溶液的pH只使Fe³⁺完全沉淀，加入的试剂是CuO粉末而不用氨水或NaOH溶液，其理由是

 

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（5）步骤V中，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuCl₂?2H₂O晶体．现欲得到无水CuCl₂，在实验室也可以采用上述装置完成CuCl₂?2H₂O脱水得到无水CuCl₂，则A装置中的两种化学试剂是

 

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Answer 1

分析：（1）为了防止金属和氧气之间的反应，在金属参与反应之前先将装置中的空气排净，氯气可以和金属之间反应，氯气有毒，要进行尾气处理；
（2）根据金属铜和金属铁化学性质的区别进行回答；
（3）双氧水是绿色氧化剂，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，自身被还原为水；
（4）氨水或是氢氧化钠溶液和氢离子之间反应产物是铵盐、钠盐以及水；
（5）在氯化铜溶液中，铜离子水解导致溶液显示酸性，盐酸环境可以抑制其水解的发生．

解答：解：（1）为了防止金属Fe、Cu和氧气之间的反应，在金属和氯气的反应之前要先产生氯气，先将装置中的空气排净，氯气和金属之间反应，得到的是高价金属氯化物，氯气有毒，可以用碱石灰进行尾处理，故答案为：A；吸收尾气，防止污染空气；CuCl₂、FeCl₃；
（2）金属铜不可以和盐酸之间反应但是金属铁可以，向金属混合物中加入盐酸、过滤可以将金属铜、铁分离，故答案为：稀盐酸；
（3）双氧水是绿色氧化剂，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，自身被还原为水，即H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）氨水或是氢氧化钠溶液和氢离子之间反应产物是铵盐、钠盐以及水，加入试剂CuO粉末调节溶液的pH使Fe³⁺完全沉淀，若用氨水或NaOH溶液，会防止引进杂质，且试剂的量不易控制，故答案为：加入氨水或是氢氧化钠溶液会引进杂质，且试剂的量不易控制；
（5）CuCl₂?2H₂O脱水得到无水CuCl₂，应该是在氯化氢气流中进行的，目的是抑制铜离子水解，所以A装置是氯化氢的发生装置，装置内装的是氯化钠晶体和浓硫酸，故答案为：氯化钠晶体和浓硫酸．

点评：本题是一道制备实验方案的设计题，考查学生金属铜以及化合物的性质知识，综合性强，难度大．