Question

8．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．实验室中以粗铜（含杂质Fe）为原料，一种制备铜的氯化物的流程如图1．
按要求回答下列问题：
（1）操作①的名称是过滤，检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是KSCN溶液或苯酚．
（2）上述流程中，所得固体K需要加稀盐酸溶解，其理由是抑制氯化铜、氯化铁水解；
溶液1可加试剂X用于调节pH，以除去杂质，试剂 X和固体J分别是（填序号）c．
a．NaOH   Fe（OH）₃b．NH₃•H₂O  Fe（OH）₂c．CuO    Fe（OH）₃  d．CuSO₄     Cu（OH）₂
（3）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：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；．
（4）如图2所示将氯气从a通入与粗铜反应（铁架台、铁夹、酒精灯省略），①反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是产生大量棕黄色烟．
②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学腐蚀，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．该电化学腐蚀过程中的正极反应式为ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 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，同时抑制氯化铜、氯化铁水解，溶液1中加入X调节溶液pH，得到溶液乙，经过系列操作得到CuCl₂•2H₂O，故溶液2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、冷却结晶得到CuCl₂•2H₂O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体；
（1）操作①是分离固体和液体混合物的操作；溶液2中若含有杂质离子则是Fe³⁺，用KSCN溶液检验；
（2）氯化铜、氯化铁在溶液中会发生水解，铜盐水解生成氢氧化铜，保持溶液呈强酸性，避免铜离子水解损失，调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe（OH）₃沉淀；
（3）根据信息可知：SO₂与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-；
（4）①Cu与Cl₂反应产生大量棕黄色烟（CuCl₂）；
②正极上ClO^-得电子生成Cl^-．

解答 解：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，同时抑制氯化铜、氯化铁水解，溶液1中加入X调节溶液pH，得到溶液乙，经过系列操作得到CuCl₂•2H₂O，故溶液2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、冷却结晶得到CuCl₂•2H₂O，再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体；
（1）操作①是分离固体和液体混合物的操作，所以操作①的名称是过滤，溶液2中若含有杂质离子则是Fe³⁺，用KSCN溶液或苯酚检验，
故答案为：过滤；KSCN溶液或苯酚；
（2）氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，直接用水溶液配制溶液会产生浑浊，所以加入过量的盐酸来溶解氯化铜、氯化铁，以抑制氯化铜、氯化铁水解；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Cu₂（OH）或Cu₂（OH）₂CO₃，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，
故答案为：抑制氯化铜、氯化铁水解；c；
（3）根据信息可知：在加热条件下，SO₂与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（4）①Cu与Cl₂反应产生大量棕黄色烟（CuCl₂），则反应时盛粗铜粉的试管中的现象是产生大量棕黄色烟；
故答案为：产生大量棕黄色烟；
②反应后，盛有NaOH溶液的广口瓶中生成NaClO溶液，该溶液具有漂白、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，ClO^-得电子作正极生成Cl^-，则正极上的电极方程式为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

点评 本题以实验室制备氯化铜为背景，考查了物质的制备实验操作、离子检验、除杂质、离子方程式的书写、原电池原理的应用等，题目涉及的知识点较多，侧重于基础知识的综合应用的考查．