题目内容
【题目】实验室用酸性蚀刻废液(含等)和碱性蚀刻废液[NH4+、Cu(NH3)42+ 、NH3·H2O等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为____。
(2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80 ℃下进行,合适的加热方式是____。
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______、____。
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是___,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___。
②装置c中反应完成的现象是_____。
③用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是____,然后再用无水乙醇洗涤的目的是___。
【答案】Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+ 热水浴 冷却结晶 过滤(洗涤) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体 可防止CuI被空气中的O2氧化 使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2
【解析】
由流程图可知,酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl悬浊液,过滤,将Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜,硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜白色固体。
(1)步骤Ⅰ中Cu(NH3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl沉淀和氯化铵,反应的离子方程式Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+,故答案为:Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+;
(2)步骤Ⅳ为Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸在控制pH为1~2,80 ℃下水浴加热反应反应生成硫酸铜,故答案为:热水浴;
(3)步骤Ⅴ为硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,故答案为:冷却结晶;过滤;洗涤;
(4)①装置a中盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗;圆底烧瓶中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:分液漏斗;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
②当硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应完全生成碘化亚铜白色固体时,三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体,故答案为:三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体;
③装置d中的溶液为二氧化硫的饱和水溶液,碘化亚铜具有还原性,易被空气中的氧气氧化,用二氧化硫水的饱和水溶液洗涤碘化亚铜,可以防止碘化亚铜被空气中的氧气氧化;再用无水乙醇洗涤可以溶解除去碘化亚铜表面可能混有的单质碘,并能使固体快速干燥,故答案为:可防止CuI被空气中的O2氧化;使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2。
【题目】研究小组进行右图所示实验,试剂A为0.2mol/LCuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:
实验序号 | 试剂A | 实验现象 |
1 | 0.2mol/LCuCl2溶液 | 铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出 |
2 | 0.2mol/LCuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体 | 开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出 |
3 | 2mol/LCuSO4溶液 | 铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体 |
4 | 2mol/LCuCl2溶液 | 反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成 |
(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。
(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为______g。
(3)实验3的目的是_________ 。
(4)经检验可知,实验4中白色固体为CuCl。甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu+CuCl2=2CuCl的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。
①A极的电极材料是_________。
②能证明该反应发生的实验现象是_________ 。
(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:
实验序号 | 实验操作 | 实验现象 |
i | 加入浓NaCl溶液 | 沉淀溶解,形成无色溶液 |
ii | 加入饱和AlCl3溶液 | 沉淀溶解,形成褐色溶液 |
iii | 向i所得溶液中加入2mol/LCuCl2溶液 | 溶液由无色变为褐色 |
查阅资料知:CuCl难溶于水,能溶解在Cl-浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]
①由述球实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-与_____作用的结果。
②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-,应补充的实验是_______。
(6)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与______有关。