Question

【题目】过渡金属的单质及化合物很多有催化性能，氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜（杂质只有Fe）反应，制备铜的氯化物的流程如下。

查阅资料：

氯化亚铜：白色微溶于水，在干燥空气中稳定，受潮则易变蓝到棕色，在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。

氯化铜：从水溶液中结晶时，在26～42℃得到二水物，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到无水物。

（1）现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应（铁架台、铁夹省略）。

①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→_____、_____→ h 、i　→_____、_____→_____。

②本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先_____后_____。

（2）分析流程：

①固体甲需要加稀盐酸溶解，其理由是_____；

②溶液甲可加试剂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．Cu(OH)2 b． NH3·H2O c．CuO d．CuSO4

③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为：加少量盐酸、蒸发浓缩、___________、____________、洗涤、干燥。

（3）向溶液乙中加入适当的还原剂（如SO2、N2H4、SnCl2等），并微热得到CuCl沉淀，写出向乙溶液加入N2H4（氧化产物为无毒气体）的离子方程式：___________________________。

Answer 1

【答案】d e f g b A D 抑制氯化铜、氯化铁水解 ac 冷却到26～42℃结晶 过滤

4Cu2＋＋4Cl－＋N2H44CuCl↓ + N2↑ ＋4H＋

【解析】

粗铜中杂质只有Fe，与氯气反应得到固体甲中有氯化铜、氯化铁，用盐酸溶解，抑制氯化铜、氯化铁水解，溶液甲中加入X调节溶液pH，得到溶液乙，经过系列操作得到CuCl22H2O，故溶液乙为CuCl2溶液，则调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，试剂X可以为CuO、氢氧化铜等，结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃得到CuCl22H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体。

（1）①制取纯净、干燥的氯气并与Cu反应，因为浓盐酸制取的氯气中含有HCl，先用饱和食盐水除去，再用浓硫酸干燥，干燥后的氯气与Cu反应，剩余的氯气用氢氧化钠溶液吸收，按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→d、e→h、i→f、g→b，故答案为：d、e、f、g、b。

②制取氯气需要加热，制取氯化铜需要加热，先加热A，再加热D，目的是使产生的氯气排除装置内的空气，防止Cu与氧气反应，故答案为：A；D。

（2）①固体甲为氯化铜和氯化铁的混合物，溶解时因为铜离子、铁离子水解，所以应向溶液中加入少量的稀盐酸，抑制氯化铜、氯化铁的水解；故答案为：抑制氯化铜、氯化铁水解。

②调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去，且不能引入新杂质，而氨水、硫酸铜均引入杂质，且加入硫酸铜，不能使铁离子沉淀除去，故选：ac。

③结合题目信息可知，氯化铜溶液，加少量盐酸，抑制氯化铜水解，再蒸发浓缩、冷却到26～42℃结晶得到CuCl22H2O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体，故答案为：冷却到26～42℃结晶；过滤。

（3）氯化铜与N2H4反应得到CuCl，氧化产物为无毒气体，即为氮气，由元素守恒可知，反应还生成HCl，反应离子方程式为：4Cu2＋＋4Cl－＋N2H44CuCl↓+ N2↑＋4H＋。