题目内容

19.氯化亚铜是有机合成中应用广泛的催化剂.硝酸法制备氯化亚铜的实验过程如图:

①加热至50℃,铜丝表面产生无色气泡,液面上方变为红棕色;
②通人并调节氧气的量维持三颈瓶内压强不变.停止加热,反应继续进行,越来越剧烈;
③反应停止后冷却至室温,待气囊变瘪.瓶内红棕色气体消失时关闭K;
④将液体(含CuCl32-等)转移至烧杯中用蒸馏水稀释,产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品和滤液;
⑤氯化亚铜粗品经洗涤、烘干得氯化亚铜.
已知:Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-
(1)①中铜丝表面产生无色气泡的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O.
(2)②中停止加热后,反应越来越剧烈的原因是Cu与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快.
(3)瓶内红棕色气体消失的原因是发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2完全转化为硝酸.
(4)④中产生白色沉淀的离子方程式是CuCl32-$\frac{\underline{\;H_{2}O\;}}{\;}$CuCl↓+2Cl-.
(5)④所得滤液经浓缩后可返回至三颈瓶继续使用,此时需向三颈瓶内补充的物质有铜和盐酸.
(6)⑤中粗品用蒸馏水洗涤时,表面会产生黄色固体CuOH.用平衡移动原理解释白色固体变黄的原因是用水洗涤CuCl粗品时,固体表面吸附的c(HCl)减小,CuCl(s)+H2O(l)?CuOH(s)+HCl(aq)正向移动,CuCl转化为CuOH.

分析 (1)Cu与氢离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成铜离子、NO和水;
(2)停止加热,反应继续进行,越来越剧烈,可知该反应为放热反应;
(3)反应停止后冷却至室温,瓶内红棕色气体消失,则N的氧化物转化为硝酸;
(4)产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品,则沉淀为CuCl;
(5)滤液含氯化铵,结合初始物质判断;
(6)⑤中粗品用蒸馏水洗涤时,表面会产生黄色固体CuOH,与CuCl(s)+H2O(l)?CuOH(s)+HCl(aq)平衡移动有关.

解答 解:(1)①中铜丝表面产生无色气泡的离子方程式是3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O,
故答案为:3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)②中停止加热后,反应越来越剧烈的原因是Cu与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快,
故答案为:Cu与硝酸反应放热,溶液温度升高,反应速率加快;
(3)瓶内红棕色气体消失的原因是发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2完全转化为硝酸,
故答案为:发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2完全转化为硝酸;
(4)产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品,则沉淀为CuCl,则④中产生白色沉淀的离子方程式是CuCl32-$\frac{\underline{\;H_{2}O\;}}{\;}$CuCl↓+2Cl-,
故答案为:CuCl32-$\frac{\underline{\;H_{2}O\;}}{\;}$CuCl↓+2Cl-;
(5)滤液含氯化铵,结合初始物质可知④所得滤液经浓缩后可返回至三颈瓶继续使用,此时需向三颈瓶内补充的物质有铜和盐酸,
故答案为:铜和盐酸;
(6)⑤中粗品用蒸馏水洗涤时,表面会产生黄色固体CuOH.用平衡移动原理解释白色固体变黄的原因是用水洗涤CuCl粗品时,固体表面吸附的c(HCl)减小,CuCl(s)+H2O(l)?CuOH(s)+HCl(aq)正向移动,CuCl转化为CuOH,
故答案为:用水洗涤CuCl粗品时,固体表面吸附的c(HCl)减小,CuCl(s)+H2O(l)?CuOH(s)+HCl(aq)正向移动,CuCl转化为CuOH.

点评 本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握制备原理、发生的反应、平衡移动等为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识、反应原理与实验的结合,题目难度不大.

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