Question

氯化銅、氯化亞銅是重要的化工原料，廣泛地用作有機合成催化劑．
實驗室中以粗銅（含雜質(zhì)Fe）為原料，某種制備銅的氯化物的流程如下．

按要求回答下列問題：
（1）操作①的名稱是

 

，檢驗溶液2中是否含有雜質(zhì)離子的試劑是

 

．操作②需在氯化氫氣流中經(jīng)過加熱濃縮、

 

、過濾、洗滌、干燥．
（2）上述流程中，所得固體1需要加稀鹽酸溶解，其理由是

 

；溶液1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）

 

．
a．NaOH   b．NH₃?H₂O   c．CuO   d．CuSO₄
（3）反應(yīng)②是向溶液2中通入一定量的SO₂，加熱一段時間后生成CuCl白色沉淀．寫出制備CuCl的離子方程式：

 

．
（4）現(xiàn)用如圖所示的實驗儀器及藥品來制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(yīng)（鐵架臺、鐵夾省略）．

①按氣流方向連接各儀器接口順序是：a→

 

、

 

→

 

、

 

→

 

、

 

→

 

．實驗開始前要進行一步重要操作，其操作名稱是

 

．
②反應(yīng)時，盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是

 

．
③反應(yīng)后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會發(fā)生電化腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀，溶液會失去漂白、殺菌消毒功效．該電化腐蝕過程中的正極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：實驗題

分析：粗銅（含雜質(zhì)Fe）與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅，加稀鹽酸溶解，形成氯化鐵和氯化銅溶液，再加CuO或氫氧化銅等調(diào)節(jié)pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到的固體2為氫氧化鐵，溶液2為氯化銅溶液，通入二氧化硫，二氧化硫與銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂?2H₂O；
（1）操作①是分離固體和液體混合物的操作；溶液2中若含有雜質(zhì)離子則是Fe³⁺，用KSCN溶液檢驗；根據(jù)從溶液中提取溶質(zhì)晶體的操作分析；
（2）氯化銅、氯化鐵中的金屬離子易水解，加入過量的酸可以抑制氯化銅、氯化鐵水解；用于調(diào)節(jié)pH以除去溶液1雜質(zhì)可加試劑具有與酸反應(yīng)，且不引入Cu²⁺之外的離子；
（3）根據(jù)信息可知：SO₂與銅離子反應(yīng)生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-；
（4）①儀器連接順序：Cl₂發(fā)生裝置→除去HCl氣體裝置→干燥裝置→制備裝置→多余Cl₂處理裝置；實驗前要檢驗裝置的氣密性；
②Cu與Cl₂反應(yīng)產(chǎn)生大量棕黃色煙（CuCl₂）；
③正極上ClO^-得電子生成Cl^-．

解答： 解：粗銅（含雜質(zhì)Fe）與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅，加稀鹽酸溶解，形成氯化鐵和氯化銅溶液，再加CuO或氫氧化銅等調(diào)節(jié)pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到的固體2為氫氧化鐵，溶液2為氯化銅溶液，通入二氧化硫，二氧化硫與銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂?2H₂O；
（1）操作①是分離固體和液體混合物的操作為過濾；溶液2中若含有雜質(zhì)離子則是Fe³⁺，用KSCN溶液檢驗Fe³⁺；CuCl₂易水解在氯化氫氣流中經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；
故答案為：過濾；KSCN溶液；冷卻結(jié)晶；
（2）氯化銅、氯化鐵中的金屬離子易水解，直接用水溶液配制溶液會產(chǎn)生渾濁，所以加入過量的酸來溶解氯化銅、氯化鐵，以抑制氯化銅、氯化鐵水解；用于調(diào)節(jié)pH以除去溶液1雜質(zhì)可加試劑具有與酸反應(yīng)，且不引入Cu²⁺之外的離子，故用CuO或Cu₂（OH）或Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案為：抑制氯化銅、氯化鐵水解；c；
（3）根據(jù)信息可知：在加熱條件下，SO₂與銅離子反應(yīng)生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（4）①儀器連接順序：Cl₂發(fā)生裝置→除去HCl氣體裝置→干燥裝置→制備裝置→多余Cl₂處理裝置，所以各儀器接口順序是：a→d、e→j、h→f、g→b；該實驗中有有毒氣體參加反應(yīng)，所以實驗前要檢驗裝置的氣密性；
故答案為：d、e，j、h，f、g，b；檢查裝置的氣密性；
②Cu與Cl₂反應(yīng)產(chǎn)生大量棕黃色煙（CuCl₂），則反應(yīng)時盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量棕黃色煙；
故答案為：產(chǎn)生大量棕黃色煙；
③反應(yīng)后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中生成NaClO溶液，該溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會發(fā)生電化腐蝕，ClO^-得電子作正極生成Cl^-，則正極上的電極方程式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

點評：本題以實驗室制備氯化銅為背景，考查了物質(zhì)的制備實驗操作、離子檢驗、除雜質(zhì)、離子方程式的書寫、原電池原理的應(yīng)用等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用的考查．