Question

20．氯化铜可用于生产颜料、木材防腐剂等．用粗铜（含杂质Fe）经过系列步骤可制备氯化铜晶体（CuCl₂•2H₂O）．完成下列填空：
（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰共热来制备Cl₂，写出该反应的离子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）加入试剂将CuCl₂和FeCl₃的混合溶液pH调至4～5，过滤得到纯净的CuCl₂溶液，应加入的试剂是ac （填字母编号）
a．CuO    b．NaOH    c．Cu₂（OH）₂CO₃ d．Cu
（3）CuCl₂溶液通过蒸发、结晶可得到CuCl₂•2H₂O．
①蒸发过程中，加入盐酸的目的是抑制铜离子的水解，提高产品的产率．
②蒸发过程中，观察到溶液颜色由蓝色变为绿色．
其原理是：
上述反应的化学平衡常数表达式是K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$．
欲使溶液由绿色变成蓝色的措施是：a加水稀释；bAgNO₃溶液．
（4）由CuSO₄溶液蒸发结晶得到CuSO₄•5H₂O的过程中不用加入硫酸，其原因是Cu²⁺易发生水解，加热促进水解；但硫酸不挥发，且浓度越来越大，从而抑制水解；水不断蒸发，最终得到晶体（用勒夏特列原理解释）．

Answer 1

分析 （1）在加热条件下浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）调节pH时不能消耗铜离子，也不能引入新的杂质；
（3）①铜离子水解显酸性，加酸抑制水解；
②根据反应方程式书写，水不能写入平衡常数表达式；溶液由绿色变成蓝色，则平衡逆向移动，根据影响化学平衡移动的因素分析；
（4）CuSO₄在溶液中水解生成难挥发性酸，水解不能完全进行．

解答 解：（1）在加热条件下浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气、氯化锰和水，其反应的离子方程式为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）调节pH时不能消耗铜离子，也不能引入新的杂质，加NaOH会引入钠离子，Cu与氢离子不反应，所以可以选用CuO和Cu₂（OH）₂CO₃ ；
故答案为：ac；
（3）①铜离子水解显酸性，加酸抑制水解，所以蒸发过程中，要加入盐酸来抑制氯化铜的水解，从而提高产率；
故答案为：抑制铜离子的水解，提高产品的产率；
②蒸发过程中，观察到溶液颜色由蓝色变为绿色，其原理是：，则反应的平衡常数为K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$；溶液由绿色变成蓝色，则平衡逆向移动，加水稀释，平衡逆向移动，加AgNO₃溶液会消耗氯离子，反应物的浓度减小，平衡逆向移动；
故答案为：K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$；加水稀释；AgNO₃溶液；
（4）CuSO₄在溶液中水解生成难挥发性酸硫酸，加热促进水解，但水解生成的硫酸不挥发，随着水的减少，硫酸的浓度越来越大，从而抑制了硫酸铜的水解，最终得到晶体；
故答案为：加热促进水解；但硫酸不挥发，且浓度越来越大，从而抑制水解；水不断蒸发，最终得到晶体．

点评 本题以铜的化合物的有关知识为背景，考查了元素化合物的性质、气体的制备原理、除杂质、盐的水解原理、化学平衡移动等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．