题目内容
【题目】氯化亚铜(CuCl2)是一种重要的催化剂。实验室按如下装置和方案制备氯化亚铜(已知:Cu2++6Cl―+ Cu=2CuCl32-)
实验步骤:
①加热至50℃,铜丝表面产生无色气泡,液面上方有红棕色气体产生;
②通入并调节氧气的量维持三颈瓶内压强不变。停止加热,反应继续进行,越来越剧烈;
③反应停止后冷却至室温,待气囊变瘪。瓶内红棕色气体消失时关闭K;
④将液体(含CuCl32-等)转移至烧杯中用蒸馏水稀释,产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品和滤液;
⑤氯化亚铜粗品经洗涤、烘干,得到氯化亚铜。
回答下列问题:
(1)写出步骤①中铜丝表面产生无色气泡的化学方程式_________。
(2)步骤②中停止加热后,反应越来越剧烈的原因是_______。
(3)步骤③中瓶内红棕色气体消失的原因是_______。(结合化学方程式回答)
(4)步骤④中产生白色沉淀的离子方程式是_________。
(5)步骤④所得滤液经浓缩后可返回至三颈瓶继续使用,此时需向三颈瓶内补充的物质有____。
【答案】 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 铜与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快 发生反应 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,(或3NO2+H2O=2HNO3+ NO,2NO+O2=2NO2),NO2完全转化为硝酸 CuCl32- CuCl↓+ 2Cl- 铜和盐酸
【解析】(1)步骤①中铜丝表面产生无色气泡,是因为铜与稀硝酸反应的结果,化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)Cu与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快,使得步骤②中停止加热后,反应越来越剧烈,故答案为:Cu与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快;
(3)瓶内红棕色气体消失的原因是发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3(或3NO2+H2O=2HNO3+ NO,2NO+O2=2NO2),NO2完全转化为硝酸,故答案为:发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3(或3NO2+H2O=2HNO3+ NO,2NO+O2=2NO2),NO2完全转化为硝酸;
(4)产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品,则沉淀为CuCl,则④中产生白色沉淀的离子方程式是CuCl32-CuCl↓+2Cl-,故答案为:CuCl32-CuCl↓+2Cl-;
(5)滤液含氯化铵,结合初始物质可知步骤④所得滤液经浓缩后可返回至三颈瓶继续使用,此时需向三颈瓶内补充的物质有铜和盐酸,故答案为:铜和盐酸。