题目内容

2.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.
I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物.现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略).按要求回答下列问题:

(1)按气流方向连接各仪器接口顺序:a接d、e接j、h接f、g接b.
(2)写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2、2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3.
(3)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.该电化腐蚀过程中正极反应式是ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-.
II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:

(1)检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是KSCN溶液;
(2)某同学用实验制得的CuCl2•2H2O晶体配制0.1mol•L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2•2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为将称量的晶体置于烧杯中,加入适量的稀盐酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌
(3)溶液l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)c、e
a.NaOH    b.NH3H2O    C.CuO  d.CuSO4    e.Cu2(OH)2CO3
(4)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++SO42-.

分析 I.(1)仪器连接顺序:Cl2发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl2处理装置;实验前要检验装置的气密性;
(2)硬质试管中发生反应有:氯气与Cu反应生成氯化铜,与Fe反应生成氯化铁;
(3)反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中生成NaClO溶液,正极上ClO-得电子生成Cl-;
Ⅱ.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,再加CuO或氢氧化铜等调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到的固体2为氢氧化铁,溶液2为氯化铜溶液,通入二氧化硫,二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成CuCl,氯化铜溶液在HCl氛围中蒸发结晶得到CuCl2•2H2O;
(1)溶液2中若含有杂质离子则是Fe3+,用KSCN溶液检验;
(2)配制CuCl2溶液,要防止铜离子的水解,需要加入适量稀盐酸;
(3)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+之外的物质;
(4)根据信息可知:SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-.

解答 解:I.(1)仪器连接顺序:Cl2发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl2处理装置,所以各仪器接口顺序是:a→d、e→j、h→f、g→b;该实验中有有毒气体参加反应,所以实验前要检验装置的气密性;
故答案为:d、e,j、h,f、g,b;
(2)硬质试管中发生反应有:氯气与Cu反应生成氯化铜,与Fe反应生成氯化铁,反应方程式分别为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2、2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3
故答案为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl2、2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl3;
(3)反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中生成NaClO溶液,该溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,ClO-得电子作正极生成Cl-,则正极上的电极方程式为:ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
故答案为:ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
Ⅱ.(1)由流程图分析可知溶液2中若含有杂质离子则是Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,若有Fe3+,溶液变红;
故答案为:KSCN溶液;
(2)在配制CuCl2溶液,要防止铜离子的水解,需要加入适量稀盐酸,配制方法为:将称量的晶体置于烧杯中,加入适量的稀盐酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌;
故答案为:将称量的晶体置于烧杯中,加入适量的稀盐酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌;
(3)用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应,且不引入Cu2+之外的离子,故用CuO或Cu2(OH)或Cu2(OH)2CO3;
故答案为:c、e;
(4)根据信息可知:在加热条件下,SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-,其反应的离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-;
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-.

点评 本题考查物质的制备实验方案、化学工艺流程,题目难度中等,涉及装置及操作的分析评价、离子检验、电极反应、离子方程式的书写等知识,题目难度中等,试题侧重于基础知识的综合应用,明确实验目的、实验原理为解答关键.

练习册系列答案
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12.绿矾(FeSO4•7H2O)在医药上用作补血剂.某兴趣小组拟制备绿矾晶体,并探究其受热分解的产物.
Ⅰ.【查阅资料】
(1)FeSO4•7H2O为绿色晶体,易溶于水,易被空气中的氧气氧化.
(2)FeSO4的溶解度随温度升高而增大.
(3)FeSO4•7H2O在较高温度下分解成水及金属氧化物、非金属氧化物.
Ⅱ.【制备产品】
实验步骤:
(l)称取5.2g铁粉放入烧杯中,并加入25mL 3mol/L稀硫酸,将烧杯放到热水浴(控制温度60℃左右)中加热30min,直到有少量气泡冒出,此时烧杯底部有少量铁粉剩余.铁粉需要过量的原因是防止Fe2+被氧化.
(2)用少量热水预热过滤器,然后将上述反应混合物趁热过滤,将盛装滤液的烧杯放入盛有冷水的烧杯中冷却结晶,过滤得到晶体.用热水预热过滤器及趁热过滤的目的是防止晶体在滤纸上析出,影响产量.
Ⅲ.【探究分解产物】
实验装置:

实验步骤:
(1)检验装置的气密性,按如图所示加入试剂.
(2)打开活塞a,通入N2,排尽空气,关闭活塞a,点燃A处酒精灯.
(3)观察实验现象,探究分解产物:
①充分分解后,A处试管中固体物质完全变为红棕色.
②C处品红溶液褪色,说明有SO2生成(填化学式).
③兴趣小组推测,除上述两种氧化物及水生成外,还有一种氧化物生成.他们推测的理由是FeSO4中铁元素与硫元素物质的量之比为1:1,根据得失电子守恒及元素守恒,有+6价的硫剩余;检验该氧化物时,B中盛装的试剂是c(填编号).
a.紫色石蕊试液  b.NaHCO3溶液  c.BaC12溶液    d.Ba(NO3)2溶液
④FeSO4•7H2O分解的化学方程式是2FeSO4•7H2O═Fe2O3+SO2↑+SO3+14H2O.

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