Question

2．氯化亚铜晶体呈白色，熔点为430℃，沸点为1490℃，见光分解，露置于潮湿空气中易被氧化．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．

按要求回答下列问题：
（1）CuCl中Cu元素的化合价为+1价．操作②为加少量盐酸，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥
（2）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c（填序号）．
a．NaOH   Fe（OH）                               b．NH₃•H₂O  Fe（OH）₂
c．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）实验室保存新制CuCl晶体的方法是避光、密封保存．
（5）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.250g和10mL过量的FeCl₃溶液于250mL锥形瓶中，充分溶解．
②用0.100mol•L^-1硫酸铈标准溶液滴定．
已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂、Fe2++Ce4+=Fe³⁺+Ce³⁺．
三次平行实验结果如表（平行实验结果相差不能超过1%）：

平行次数	1	2	3
0.250g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）	24.35	24.05	23.95

则样品中CuCl的纯度为95.5%（结果保留三位有效数字）．
（6）如图所示将氯气从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，据此分析（1）～（4）；
（5）依据方程式中各反应物量之间的关系计算CuCl的纯度，CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，CuCl～Ce⁴⁺，所给数据及平行实验结果相差不能超过1%，体积为24.35mL，误差大舍去．
（6）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：（1）CuCl中铜元素+1价；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；
故答案为：+1价；加少量盐酸，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥；
（2）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；
故答案为：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）由于CuCl见光分解、露置于潮湿空气中易被氧化，应避光、密封保存；
故答案为：避光、密封保存；
（5）根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过1%，体积为24.35mL，误差大舍去，滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积为24mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl₃═CuCl₂+FeCl₂，CuCl的纯度为24×10^-3L×0.1 mol•L^-1×99.5g•mol^-1÷0.25g×100%=95.5%；
故答案为：95.5%；
（6）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 本题考查了实验室制备氯化铜和氯化亚铜，涉及物质的制备实验操作、除杂质、离子方程式的书写、氧化还原滴定、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．