题目内容

氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2 • 2H2O)。

(1)为了完成步骤I,可采用如下图所示的装置将粗铜转化为固体a。

在该实验中,加热A、C装置中的酒精灯时,应该先点燃_______装置的酒精灯,D装置的作用是

_______,C装置中生成的产物是_______。

(2)步骤II中的操作是:将步骤I中的固体加入到容器中,然后加入_______,固体完全溶解。

(3)步骤III中加入的试剂是H2O2,其目的是提高最终制备的氯化铜晶体的纯度,试写出有关反应的离子方程式______________。

(4)    步骤IV中应先加入某试剂,然后过滤得到滤液。为了调节溶液的pH只使Fe3+完全沉淀,加入的试剂是CuO粉末而不用氨水或NaOH溶液,其理由是_______。

(5)步骤V中,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到CuCl2·2H2O晶体。现欲得到无水CuCl2,在实验室也可以采用上述装置完成CuCl2 • 2H2O脱水得到无水CuCl2,则A装置中的两种化学试剂是_____。

 

【答案】

(每空2分,共计14分)(1)A;吸收尾气;CuCl2、FeCl3   (2)稀盐酸

(3)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O

(4)加入的氨气或NaOH溶液引入杂质,且试剂的量不容易控制

(5)浓硫酸、氯化钠晶体(或浓盐酸)

【解析】

试题分析:(1)由于装置中含有空气,在加热的条件下,空气能氧化单质铜。所以要首先加热A处的酒精灯,利用生成的氯气将空气排尽;由于氯气有毒,所以小于尾气处理,因此D装置中碱石灰的作用是吸收尾气;粗铜中含有铁,因此在加热的条件下,两种金属均能和氯气发生化合反应,所以C装置中生成的产物是CuCl2、FeCl3。

(2)由于氯化铜和氯化铁在溶液中均发生水解反应,所以溶解固体使应该用稀盐酸溶解。

(3)双氧水具有氧化性,可以把溶液中的亚铁离子氧化生成铁离子而除去,反应的离子方程式是H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O。

(4)根据流程可知,加入试剂的目的是用于调节pH以除去杂质铁离子。NaOH引入杂质钠离子,NH3•H2O会入杂质铵根离子,且二者的用量不容易控制,因此一般用氧化铜而不用氨水或氢氧化钠溶液。

(5)由于氯化铜水解生成氢氧化铜和氯化氢,所以在加热时应该在氯化氢中的气氛中完成,所以A装置的作用就是制备氯化氢,因此需要的两种化学试剂是浓硫酸和氯化钠晶体。

考点:考查物质的分离与提纯、氯气、氯化氢、氯化铜制备、尾气处理以及实验方案设计与评价等

 

练习册系列答案
相关题目
(2013?德州二模)氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2?xH2O).

(1)实验室采用如图所示装置,可使粗铜与Cl2反应转化为固体1(部分加热仪器和夹持装置已略去).该装置中仪器a的名称是
分液漏斗
分液漏斗
.装置b中发生反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
.该装置存在一定的安全隐患,消除该安全隐患的措施是
间连接一个防止倒吸的装置;
间连接一个防止倒吸的装置;
.

(2)操作Ⅱ中应控制的pH范围为
3.2≤PH<4.7
3.2≤PH<4.7
,其目的是
使氯化铁转化为氢氧化铁沉淀从而与氯化铜分离(或者除去氯化铜溶液中的氯化铁)
使氯化铁转化为氢氧化铁沉淀从而与氯化铜分离(或者除去氯化铜溶液中的氯化铁)
.
已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物完全沉淀时的pH
Cu2+
Fe2+
Fe3+
4.7
4.0
1.9
6.7
9.0
3.2
(3)操作Ⅲ的程序依次为
蒸发浓缩
蒸发浓缩
、
冷却结晶
冷却结晶
、过滤、自然干燥.得到CuCl2?xH2O晶体.
(4)若制备的氯化铜晶体经检验含有FcCl2,其原因可能是
与粗铜反应的氯气不足量
与粗铜反应的氯气不足量
,试提出两种不同的改进方案:①
通入足量的氯气
通入足量的氯气
;②
在操作Ⅱ加入氧化铜前先加入足量的双氧水或者通入氯气
在操作Ⅱ加入氧化铜前先加入足量的双氧水或者通入氯气
.
氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按如图1所示流程制备氯化铜晶体(CuCl2?2H20).

(1)实验室采用如图2所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(部分仪器和夹持装置已略去).
①装置B中发生反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
.
②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装胃,你认为是否必要
否
否
(填“是”或“否”).
(2)试剂X用以除去杂质,X可选用下列试剂中的
cd
cd
(填序号).
a. NaOH   b.NH3?H2O  c.CuO  d.Cu2(OH)2CO3  e.CuSO4
(3)在溶液2转化为CuCl2?2H2O的操作过程中,发现溶液颜色出蓝色变为绿色.小组同学欲探究其原因.
己知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq)(蓝色)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)(黄色)+4H2O(l)
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
.若增大氯离子浓度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)
不变
不变
.
②取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是(填序号)
abc
abc
.
a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
c.取Y进行电解,溶液颜色最终消失
(4)如图3所示,用石墨电极电解CuCl2溶液,小组同学发现阴极碳棒上有红色和白色两种颜色的固体析出.有关文献资料表明,在铜和铜的化合物中Cu为紫红色,Cu2O为红色,CuCl为白色,它们都不溶于水.
①小组同学将阴极碳棒洗涤干净并干燥后,放入玻璃管中,按如图4所示连接装置.排净装置中的空气后,充分加热,并将一张湿润的蓝色石蕊试纸置于装置末端的导管口附近.实验中发现,碳棒上的白色物质消失,红色物质依然存在;无色硫酸铜不变色,蓝色石蕊试纸变为红色.根据上述现象,玻璃管中发生反应的化学方程式为
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl
.
②电解CuCl2溶液时,阴极发生反应的电极方程式为
Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl
Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl
.
(2012?太原一模)氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体
(CuCl2?2H2O).

(1)实验室采用如图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(部分仪器和夹持装置已略去).

①仪器A的名称是
分液漏斗
分液漏斗
.
②装置B中发生反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
.
③有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置,你认为是否必要(填“是”或“否”)
否
否
.
(2)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)
cd
cd
.
a.NaOH   b.NH3?H2O   c.CuO   d.Cu2(OH)2CO3   e.CuSO4
(3)在溶液2转化为CuCl2?2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色.小组同学欲探究其原因.
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)     CuCl42-(aq)+4H2O(l)
                                         蓝色                                    黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=
c(Cu
Cl
2-
4
)
c[Cu
(H2O)
2+
4
]?c4(Cl-)
c(Cu
Cl
2-
4
)
c[Cu
(H2O)
2+
4
]?c4(Cl-)
.若增大氯离子浓度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)
不变
不变
.
②取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是(填序号)
abc
abc
.
a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
c.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
d.取Y进行电解,溶液颜色最终消失.
(2013?黄山一模)氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2?2H2O).

(1)实验室采用如图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去).

①仪器A的名称是
分液漏斗
分液漏斗
.
②装置B中发生反应的离子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
.
③如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐.
没有打开分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐.

④装置Ⅳ中盛装的试剂是
NaOH溶液
NaOH溶液
,其作用是
吸收多余的氯气
吸收多余的氯气
.
(2)在CuCl2溶液转化为CuCl2?2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色.小组同学欲探究其原因.
已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:
Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)+4H2O(l)
蓝色           黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)
.
②现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法
a.
加水稀释
加水稀释
 b.
加硝酸银溶液
加硝酸银溶液
.
(3)由CuCl2溶液得到CuCl2?2H2O的过程中要加入盐酸的目的是
防止Cu2+水解
防止Cu2+水解
.

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