Question

3．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．
②装置B中发生反应的离子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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．
④装置Ⅳ中盛装的试剂是NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气，防止空气污染．
（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）?CuCl₄^2-（aq）+4H₂O（l）
  蓝色　　　　　　　　　　　黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K=$\frac{c（CuC{{l}_{4}}^{2-}）}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2+}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$．
若增大氯离子浓度，K值（填“增大”、“减小”或“不变”）不变．
②现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色，请写出两种可采用的方法a．加水稀释 b．加硝酸银溶液．

Answer 1

分析 粗铜和氯气反应生成氯化铜和氯化铁，加入盐酸至固体完全溶解，得到溶液1，加入氧化铜调节溶液PH除去铁离子，过滤得到氯化铜溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到氯化铜晶体，
（1）①仪器A是分液漏斗；
②装置B中制取氯气，二氧化锰与浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气、水；
③氯化氢气体和铜不反应，不影响氯气和铜发生的反应；
④实验中的反应物之一为氯气，能污染大气，所以需要处理尾气；
（2）①生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值为平衡常数，注意水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去；平衡常数只受温度影响，与离子浓度无关；
②根据平衡移动原理分析．

解答 解：（1）①仪器A是分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
②装置B中制取氯气，二氧化锰与浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气、水，反应离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
③氯化氢气体和铜不反应，不影响氯气和铜发生的反应，没有必要增加吸收HCl的装置，
故答案为：否；
④实验中的反应物之一为氯气，能污染大气，所以需要处理尾气，一般用NaOH溶液吸收，
故答案为：NaOH溶液，吸收多余的氯气，防止空气污染；
（2）①Cu（H₂O）₄²⁺（aq）+4Cl^-（aq）?CuCl₄^2-（aq）+4H₂O（l）的平衡常数为k=$\frac{c（CuC{{l}_{4}}^{2-}）}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2+}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$，平衡常数随温度变化，若增大氯离子浓度，K值不变，
故答案为：$\frac{c（CuC{{l}_{4}}^{2-}）}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2+}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$，不变；
②现欲使溶液由黄色变成蓝色，平衡逆移，可以加水稀释或者加硝酸银溶液来减小减少Cl^-的浓度，
故答案为：加水稀释，加硝酸银溶液．

点评 本题考查学生对工艺流程理解、实验装置的理解、平衡移动、平衡常数，物质分离提纯等，难度中等．