题目内容

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．
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．NH3•H2O    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，设计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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14．下列有关对如图所示铜锌原电池装置叙述正确的是（　　）
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15．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（　　）
A．盐卤可用于制作豆腐
B．从海水中提取物质都要通过化学反应才能实现
C．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
D．制作航天服的聚醋纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料
12．某元素X，Y可组成化学式为XY3的化合物，则X，Y的原子序数可能是（　　）
A．3和9B．6和8C．13和17D．15和17
3．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是
①酸的浓度和体积；②碱的浓度和体积；③比热容；④反应后溶液的质量；⑤生成水的物质的量；⑥反应前后的温度变化；⑦操作所需时间；（　　）
A．③④⑤⑥B．①③④⑤C．①②③⑥⑦D．①②③④⑤⑥
13．现有四种短周期元素X、Y、Z、W，其中：①X原子的电子层数与最外层电子数之比为3：1，而W原子的电子层数与最外层电子数之比为1：3，②Y元素的某原子核内无中子③Z元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍．回答下列问题：
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（3）向含1molNa2SiO3的溶液中缓慢通入2mol的ZO2，反应的离子方程式是2CO2+2H2O+SiO32-═2HCO3-+H2SiO3↓．
（4）由Y、Z、W元素中的两种或三种可以组成多种分子，其中含有18个电子的分子是H2O2（CH4O、C2H6）（只需填一个化学式）．
（5）用KMnO4溶液可以通过滴定来测定Y2Z2W4溶液的物质的量浓度．向2500mL的Y2Z2W4溶液中加入500mL0.50mol/L酸性KMnO4溶液恰好完全反应，得到ZO2和Mn2+，则此种Y2Z2W4溶液的物质的量浓度是0.25mol/L．
20．若NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
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17．2.3g钠在干燥的空气中与O2反应，可得3.5g氧化物，据此可判断其产物为（　　）
A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O和Na2O2D．无法确定
18．铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%-5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究．填写下列空白（可能用到的相对原子质量：Al-27）
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实验步骤：
（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL 2.0mol•L-1NaOH溶液中，充分反应．NaOH溶液的体积V≥95ml．
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体．该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将偏高（“偏高”或“偏低”）
[探究二]实验方案：铝镁合金$\stackrel{盐酸}{→}$测定生成气体的体积（实验装置如图1）

问题讨论：
为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是（写出可能的一点）：检查装置的气密性；或合金完全溶解、或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平、或待冷却至室温再读体积等．
[探究三]实验方案：称量m g铝镁合金粉末．放在如图2所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧．
问题讨论：欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是灼烧后固体的质量．
[实验拓展]请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数（书写形式可以模仿探究一、二实验方案）铝镁合金$\stackrel{足量盐酸}{→}$溶液$\stackrel{NaOH溶液}{→}$测定固体质量或铝镁合金$\stackrel{足量盐酸}{→}$溶液$\stackrel{足量氨水}{→}$测定固体质量．

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