Question

【题目】铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。某研究性学习小组的同学对铜常见化合物的性 质和制备进行实验探究，研究的问题和过程如下：

I.探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：

（1）向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子方程式为：______。由此可知，在酸性溶液中，+2价Cu比+1价Cu更______(填“稳定”或“不稳定”)。

（2）将CuO粉末加热至1000℃以上完全分解成红色的Cu2O粉末，该反应说明：在高温条件下，+1价的Cu比+2价Cu更________(填“稳定”或“不稳定”)。

II.制取硫酸铜（装置如图1）

（3）烧瓶内发生的主要反应的化学方程式为______(已知烧杯中反应：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O)

（4）图2是图1的改进装置，其中直玻璃管通入氧气的作用是________。

Ⅲ.探究用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl22H2O）。

（5）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l(部分仪器和夹持装置已略去)，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”)，试剂x为______。

（6）将溶液2转化为CuCl22H2O的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色。已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：[Cu(H2O)4]2+(aq，蓝色)+4Cl-(aq)CuCl42-(aq，黄色)+4H2O(l)，该小组同学取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y，进行如下实验，其中能够证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是______(填序号)(已知：较高浓度的CuCl42-溶液呈绿色)。

a.将Y稀释，发现溶液呈蓝色

b.在Y中加入CuCl2晶体，溶液变为绿色

c.在Y中加入NaCl固体，溶液变为绿色

d.取Y进行电解，溶液颜色最终消失

（7）若制得的CuCl22H2O晶体仍然含有较多杂质，则可采用_______（填方法名称）进行提纯。

Answer 1

【答案】Cu2O+2H+=Cu2++Cu+2H2O 稳定 稳定 Cu+H2SO4+2HNO3（浓）=CuSO4+2NO2↑+2H2O、3Cu+3H2SO4+2HNO3（稀）=3CuSO4+2NO↑+4H2O 氧气氧化氮氧化合物，使氮氧化物全部被氢氧化钠溶液吸收，防止污染大气 否 CuO abc 重结晶

【解析】

I.该实验的目的是探究不同价态铜的稳定性，则根据题干给出的提示分析即可；

II.该实验目的是制取硫酸铜，则反应中，HNO3只作氧化剂，H2SO4则起酸性作用，可写出该反应的方程式，需要注意的是随着反应的进行，HNO3的浓度降低，还原产物也会随之变化；

III.该实验的目的是制备氯化铜晶体，该实验的流程中：第一步，粗铜和氯气反应是为了生成CuCl2，少量的杂质Fe会转化为FeCl3；第二步，用盐酸溶解固体1，是为了使得固体全部出于强酸性环境中，方便后续分离；第三步，要加入CuO来调节溶液的pH，把Fe3+转化为Fe(OH)3，从而除去杂质；第四步，在HCl氛围中蒸发溶液2的到目标产物；

(5)不需要除去HCl气体，因为反应后，还需要用稀盐酸将固体全部溶解；所得溶液1中含有HCl、FeCl3，需要加入CuO来调节溶液pH，使Fe3+全部转化为沉淀，而Cu2+仍存在于溶液中；固体2是Fe(OH)3；

(6)题中已经告知这种转化关系是可逆反应，利用平衡移动的知识答题；

(7)提纯晶体，往往采用重结晶。

I.该实验的目的是探究不同价态铜的稳定性，则：

(1)Cu2O遇到酸反应生成蓝色的Cu2+盐溶液和单质Cu，则在酸性环境中，+2价的Cu比+1价的Cu稳定；

(2)高温下，CuO分解产生Cu2O，则+1价的铜比+2价的Cu稳定；

II.该实验目的是制取硫酸铜，则：

(3)发生的反应为Cu+H2SO4+2HNO3(浓)=CuSO4+2NO2↑+2H2O、3Cu+3H2SO4+2HNO3(稀)=3CuSO4+2NO↑+4H2O；

(4)产物中NO不能单独和NaOH反应，需要用O2将NO氧化为NO2才行，确保尾气完全被吸收，以防污染环境；

III.该实验的目的是制备氯化铜晶体，则：

(5)不需要除去HCl气体，因为反应后，还需要用稀盐酸将固体全部溶解；所得溶液1中含有HCl、FeCl3，需要加入CuO来调节溶液pH，使Fe3+全部转化为沉淀；

(6)题中已经告知这种转化关系是可逆反应，则

a、将Y稀释，则H2O的量增多，平衡向逆反应方向移动，溶液变为蓝色，说明溶液中有这样的转化关系，a正确；

b、向Y中加入CuCl2晶体，则溶液中[Cu(H2O)4]2+、Cl-的浓度均增大，平衡向正反应方向移动，CuCl42-的浓度增大，溶液变为绿色，说明溶液中有这样的转化关系，b正确；

c、向Y中加入NaCl晶体，则溶液中Cl-的浓度均增大，平衡向正反应方向移动，CuCl42-的浓度增大，溶液变为绿色，说明溶液中有这样的转化关系，c正确；

d、取Y进行电解，溶液颜色消失，这个过程和该转化关系无关，d错误；

故选abc；

(7)提纯晶体，往往采用重结晶。