Question

【题目】(14分)铜是一种常见的金属元素，其有多种用途广泛的化合物。

I、氯化亚铜(CuCl)是一种白色粉末，不溶于乙醇，微溶于水，易溶于浓盐酸，露置在空气中迅速被氧化成碱式盐。可用于一氧化碳、乙炔等气体含量的测定。以粗铜(含Cu、Fe)为原料可制备纯净的CuCl，其流程如下：

(1)气体X的化学式 ，“酸溶”采用浓盐酸的原因是 。

(2)“酸溶”所得溶液成分分析：c(CuCl2)=5mol·L－1，c(FeCl3)=1 mol·L－1。已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Cu(OH)2]=4.8×10－20，当溶液中金属离子的浓度小于10－5 mol·L－1时可认为其沉淀完全，则上述流程中滴加NaOH溶液调节pH，其范围约为 (数值取整数)。

(3)反应2的离子方程式为 。

(4)设计实验提纯析出的CuCl粗晶体： 。

II、纳米氧化亚铜(Cu2O)可用作光电材料，可用电解法制得(如图)。酸性介质中Cu2O不能稳定存在，潮湿的空气中可缓慢被氧化成CuO。

(5)阳极的电极反应式为： 。

(6)电解过程中从烧杯底部通入N2，其可能的作用：

①搅动溶液，使OH－迅速扩散；② 。

Answer 1

【答案】

(1)Cl2；抑制Fe3+、Cu2+的水解，且不引入杂质

(2)3～4

(3)2Cu2++SO2+2Cl－+2H2O=2CuCl↓+SO42－+4H+

(4)将CuCl粗晶体用蒸馏水洗涤后再用无水乙醇冲洗，最后真空烘干

(5)2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O

(6)作为保护气防止空气中的氧气氧化电解产生的Cu2O

【解析】

试题分析：I、(1)根据(2)的提示，反应1生成了CuCl2和FeCl3，因此气体X为氯气，“酸溶”采用浓盐酸可以抑制Fe3+、Cu2+的水解，且不引入杂质，故答案为：Cl2；抑制Fe3+、Cu2+的水解，且不引入杂质；

(2)溶度积常数越小的越先沉淀，根据溶度积常数知，先生成沉淀的是Fe(OH)3，当c(Fe3+)=10－5 mol·L－1时， c(OH-)==×10-11mol/L，此时溶液的pH在3~4之间，c2(OH-)·c(Cu2+)=(×10-11mol/L)2×5mol·L－1＜4.8×10－20，Cu2+不会沉淀，故答案为：3～4；

(3)反应2是通入的二氧化硫将氯化铜还原为CuCl，离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl－+2H2O=2CuCl↓+SO42－+4H+，故答案为：2Cu2++SO2+2Cl－+2H2O=2CuCl↓+SO42－+4H+；

(4)根据题意，氯化亚铜(CuCl)是一种白色粉末，不溶于乙醇，微溶于水，易溶于浓盐酸，露置在空气中迅速被氧化成碱式盐。提纯析出的CuCl粗晶体的步骤为：将CuCl粗晶体用蒸馏水洗涤后再用无水乙醇冲洗，最后真空烘干，故答案为：将CuCl粗晶体用蒸馏水洗涤后再用无水乙醇冲洗，最后真空烘干；

II、(5)阳极发生氧化反应，阳极铜失去电子生成铜两种，与溶液中阴极生成的氢氧根离子反应生成氧化亚铜，电极反应式为2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O，故答案为：2Cu－2e－+2OH－=Cu2O+H2O；

(6)电解过程中从烧杯底部通入N2，其可能的作用：①搅动溶液，使OH－迅速扩散；②作为保护气防止空气中的氧气氧化电解产生的Cu2O，故答案为：作为保护气防止空气中的氧气氧化电解产生的Cu2O。