Question

【題目】過(guò)渡金屬的單質(zhì)及化合物很多有催化性能，氯化銅、氯化亞銅經(jīng)常用作有機(jī)合成催化劑。實(shí)驗(yàn)室中用氯氣與粗銅（雜質(zhì)只有Fe）反應(yīng)，制備銅的氯化物的流程如下。

查閱資料：

氯化亞銅：白色微溶于水，在干燥空氣中穩(wěn)定，受潮則易變藍(lán)到棕色，在熱水中迅速水解生成氧化銅水合物而呈紅色。

氯化銅：從水溶液中結(jié)晶時(shí)，在26～42℃得到二水物，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到無(wú)水物。

（1）現(xiàn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(yīng)（鐵架臺(tái)、鐵夾省略）。

①按氣流方向連接各儀器接口順序是：a→_____、_____→ h 、i　→_____、_____→_____。

②本套裝置有兩個(gè)儀器需要加熱，加熱的順序?yàn)橄?/span>_____后_____。

（2）分析流程：

①固體甲需要加稀鹽酸溶解，其理由是_____；

②溶液甲可加試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的（填序號(hào)）_____。

a．Cu(OH)2 b． NH3·H2O c．CuO d．CuSO4

③完成溶液乙到純凈CuCl2·2H2O晶體的系列操作步驟為：加少量鹽酸、蒸發(fā)濃縮、___________、____________、洗滌、干燥。

（3）向溶液乙中加入適當(dāng)?shù)倪�原劑（如SO2、N2H4、SnCl2等），并微熱得到CuCl沉淀，寫出向乙溶液加入N2H4（氧化產(chǎn)物為無(wú)毒氣體）的離子方程式：___________________________。

Answer 1

【答案】d e f g b A D 抑制氯化銅、氯化鐵水解 ac 冷卻到26～42℃結(jié)晶 過(guò)濾

4Cu2＋＋4Cl－＋N2H44CuCl↓ + N2↑ ＋4H＋

【解析】

粗銅中雜質(zhì)只有Fe，與氯氣反應(yīng)得到固體甲中有氯化銅、氯化鐵，用鹽酸溶解，抑制氯化銅、氯化鐵水解，溶液甲中加入X調(diào)節(jié)溶液pH，得到溶液乙，經(jīng)過(guò)系列操作得到CuCl22H2O，故溶液乙為CuCl2溶液，則調(diào)節(jié)pH目的是使溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，過(guò)濾除去，試劑X可以為CuO、氫氧化銅等，結(jié)合題目信息可知，氯化銅溶液，加少量鹽酸，抑制氯化銅水解，再蒸發(fā)濃縮、冷卻到26～42℃得到CuCl22H2O，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到純凈的晶體。

（1）①制取純凈、干燥的氯氣并與Cu反應(yīng)，因?yàn)闈恹}酸制取的氯氣中含有HCl，先用飽和食鹽水除去，再用濃硫酸干燥，干燥后的氯氣與Cu反應(yīng)，剩余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，按氣流方向連接各儀器接口順序是：a→d、e→h、i→f、g→b，故答案為：d、e、f、g、b。

②制取氯氣需要加熱，制取氯化銅需要加熱，先加熱A，再加熱D，目的是使產(chǎn)生的氯氣排除裝置內(nèi)的空氣，防止Cu與氧氣反應(yīng)，故答案為：A；D。

（2）①固體甲為氯化銅和氯化鐵的混合物，溶解時(shí)因?yàn)殂~離子、鐵離子水解，所以應(yīng)向溶液中加入少量的稀鹽酸，抑制氯化銅、氯化鐵的水解；故答案為：抑制氯化銅、氯化鐵水解。

②調(diào)節(jié)pH目的是使溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，過(guò)濾除去，且不能引入新雜質(zhì)，而氨水、硫酸銅均引入雜質(zhì)，且加入硫酸銅，不能使鐵離子沉淀除去，故選：ac。

③結(jié)合題目信息可知，氯化銅溶液，加少量鹽酸，抑制氯化銅水解，再蒸發(fā)濃縮、冷卻到26～42℃結(jié)晶得到CuCl22H2O，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到純凈的晶體，故答案為：冷卻到26～42℃結(jié)晶；過(guò)濾。

（3）氯化銅與N2H4反應(yīng)得到CuCl，氧化產(chǎn)物為無(wú)毒氣體，即為氮?dú)�，由元素守恒可知，反�?yīng)還生成HCl，反應(yīng)離子方程式為：4Cu2＋＋4Cl－＋N2H44CuCl↓+ N2↑＋4H＋。