Question

8．CuCl₂、CuCl是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂．实验室中以粗铜（含杂质Fe）为原料，一种制备铜的氯化物的流程如下：

（1）上述流程中固体K溶于稀盐酸的目的是防止Cu²⁺水解．试剂X、固体J的物质分别为B．
A．NaOH   Fe（OH）₃B．CuO    Fe（OH）₃
C．NH₃•H₂O  Fe（OH）₂        D．CuSO₄     Cu（OH）₂
（2）反应②是向溶液2中通入一定量的SO₂，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀．写出制备CuCl的离子方程式2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
（3）以石墨为电极，电解CuCl₂溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出，写出此过程中阴极上的电极反应式Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl．

Answer 1

分析 粗铜（含杂质Fe）与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，形成氯化铁和氯化铜溶液，再加试剂x为CuO或氢氧化铜等调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的固体J为氢氧化铁，溶液2为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成CuCl，氯化铜溶液在HCl氛围中蒸发结晶得到CuCl₂•2H₂O；
（1）流程中固体K溶于稀盐酸的目的是防止铜离子水解，试剂X、固体J的物质分别为氧化铜，氢氧化铁，根据从溶液中提取溶质晶体的操作分析；
（2）根据信息可知：SO₂与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-；
（3）阴极上是得到电子发生还原反应，Cu²⁺得到电子生成CuCl，结合电荷守恒配平书写电极反应．

解答 解：粗铜（含杂质Fe）与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，形成氯化铁和氯化铜溶液，再加CuO或氢氧化铜等调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的固体2为氢氧化铁，溶液2为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成CuCl，氯化铜溶液在HCl氛围中蒸发结晶得到CuCl₂•2H₂O；
（1）流程中固体K溶于稀盐酸的目的是防止铜离子水解，试剂X、固体J的物质分别为氧化铜，氢氧化铁，选B，
故答案为：防止Cu²⁺水解；冷却结晶，B；
（2）根据信息可知：在加热条件下，SO₂与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（3）以石墨为电极，电解CuCl₂溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出，阴极上是得到电子发生还原反应，Cu²⁺得到电子生成CuCl，电极反应为：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl，
故答案为：Cu²⁺+e^-+Cl^-=CuCl．

点评 本题以实验室制备氯化铜为背景，考查了物质的制备实验操作、离子检验、除杂质、离子方程式的书写、原电池原理的应用等，题目涉及的知识点较多，侧重于基础知识的综合应用的考查，难度中等．