Question

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·xH₂O）。

（1）实验室采用如图所示装置，可使粗铜与Cl₂反应转化为固体1（部分加热仪器和夹持装置已略去）。该装置中仪器a的名称是     。装置b中发生反应的离子方程式是      。该装置存在一定的安全隐患，消除该安全隐患的措施是           。

（2）操作Ⅱ中应控制的pH范围为        ，其目的是            。
已知：

（3）操作Ⅲ的程序依次为     、    、过滤、自然干燥．得到CuCl₂·xH₂O晶体。
（4）若制备的氯化铜晶体经检验含有FcCl₂，其原因可能是            ，试提出两种不同的改进方案：①           ；②             。

Answer 1

（15分）（1）分液漏斗（2分）；MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分）；在C和D之间连接一个防倒吸装置（2分）；
（2）3.2≤pH＜4.7（2分）；使FeCl₃转化为Fe(OH)₃沉淀而与CuCl₂溶液分离(或除去CuCl₂溶液中FeCl₃) （2分） （3）蒸发浓缩、冷却结晶（2分）
（4）与粗铜反应的氯气不足量（1分）；①通足量的氯气（1分） ②在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂（1分）

试题分析：（1）根据仪器的结构特点可知，仪器A是分液漏斗；装置A是制取氯气的，二氧化锰与浓盐酸发生反应生成氯化锰、氯气、水，则b中反应离子方程式为MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；浓盐酸易挥发，生成的氯气中含有氯化氢，氯气和氯化氢都极易被氢氧化钠溶液吸收，所以需要在C和D之间连接一个防倒吸装置。
（2）根据铁离子和铜离子的沉淀pH值可知，要使铜离子留在溶液中，而使铁离子完全沉淀，需要控制溶液的pH值是3.2≤pH＜4.7。
（3）操作Ⅲ的目的是得到氯化铜晶体，所以正确的操作顺序是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥．得到CuCl₂·xH₂O晶体。
（4）若制备的氯化铜晶体经检验含有FcCl₂，这说明在反应中氯气是不足的，过量的铁与铁离子反应生成了亚铁离子，所以改进的方法是通足量的氯气或在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂。