Question

7．氯化亚铜常用作有机合成工业中的催化剂，为白色晶体，不溶于乙醇，微溶于水，易溶于浓盐酸形成络合离子[CuCl₂]^-．受潮露置空气中迅速氧化成碱式盐．实验室用下列流程制备：
注：①实验药品：硫酸铜晶体12.5g、氯化钠晶体6.0g、水200ml、铜粉3.5g、浓盐酸10ml．
②Na[CuCl₂]（易电离，溶液无色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓ （白色沉淀）．
请回答：
（1）写出实验室制取Na[CuCl₂]的离子方程式Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-．
（2）判断步骤②反应完全的现象是反应溶液由蓝色转变成无色透明时为止．
（3）步骤④有关抽滤操作，下列说法正确的是AD．
A．选择抽滤主要是为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
B．在吸滤瓶和抽气泵之间应连接一个安全瓶，吸滤瓶应与安全瓶的长导管相接
C．抽滤时不宜过滤胶状沉淀，否则易在滤纸上形成一层密实的沉淀
D．洗涤沉淀时，应关小水龙头，使洗涤剂缓缓通过沉淀物
（4）步骤⑤用乙醇的水溶液洗涤的目的是水洗涤除去氯化亚铜表面吸附的杂质，提高产品纯度，同时减少产品的溶解，减少损失．
（5）步骤⑥烘干须在真空干燥箱中进行，其原因是氯化亚铜在潮湿的空气中能迅速氧化生成碱式盐而变质．
（6）氯化亚铜的定量分析：
①取样品0.25g和10ml过量的FeCl₃溶液于250ml锥形瓶中，充分溶解．
②用0.10mol•L^-1硫酸锶铈标准溶液滴定．
已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂；  Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺三次平行试验结果如下（平行试验结果相差不能超过1%）：

平行试验次数	1	2	3
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（ml）	24.35	24.05	23.95

则样品中CuCl的纯度为95.5%．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 硫酸铜晶体、NaCl和水加热搅拌，然后向混合溶液中加入Cu、浓盐酸，发生的离子反应方程式为Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，微沸得到含有钠和氯化铜的混合溶液，将上层溶液倒入水中，发生的反应为Na[CuCl₂]（易电离，溶液无色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓，然后抽滤得到固体CuCl和残液，残液中含有氯化钠、硫酸铜，将固体洗涤、烘干得到成品CuCl，
（1）硫酸铜、浓盐酸和Cu能反应生成Na[CuCl₂]；
（2）铜离子为蓝色，Na[CuCl₂]为无色，如果步骤②反应完全，则溶液中不存在铜离子的颜色；
（3）A．颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过；
B．在吸滤瓶和抽气泵之间应连接一个安全瓶，吸滤瓶应与安全瓶的短导管相接；
C．胶状沉淀易透过滤纸；
D．在洗涤沉淀时，应关小水龙头，使洗涤剂缓缓通过沉淀物，防止沉淀溶解而造成损失；
（4）CuCl不溶于乙醇而微溶于水；
（5）氯化亚铜受潮露置空气中迅速氧化成碱式盐；
（6）因为第一次消耗体积与第二次和第三次相差较大，舍去，消耗硫酸铈溶液的平均体积=$\frac{24.05+23.95}{2}$mL=24.00mL，
n（Ce⁴⁺）=0.10mol/L×0.024L=0.0024mol，根据Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺、CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂得
n（CuCl）=n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺）=0.0024mol，
则m（CuCl）=0.0024mol×99.5g/mol=0.2388g，
样品中CuCl的纯度=$\frac{0.2388g}{0.25g}×100%$．

解答 解：硫酸铜晶体、NaCl和水加热搅拌，然后向混合溶液中加入Cu、浓盐酸，发生的离子反应方程式为 Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，微沸得到含有钠和氯化铜的混合溶液，将上层溶液倒入水中，发生的反应为Na[CuCl₂]（易电离，溶液无色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓，然后抽滤得到固体CuCl和残液，残液中含有氯化钠、硫酸铜，将固体洗涤、烘干得到成品CuCl，
（1）硫酸铜、浓盐酸和Cu能反应生成Na[CuCl₂]，离子反应方程式为Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，
故答案为：Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-；
（2）铜离子为蓝色，Na[CuCl₂]为无色，如果步骤②反应完全，则溶液中不存在铜离子的颜色，所以判断反应完全的现象为反应溶液由蓝色转变成无色透明时为止，
故答案为：反应溶液由蓝色转变成无色透明时为止；
（3）A．颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过，则选择抽滤主要是为了加快过滤速度，得到较干燥的沉淀，故A正确；
B．在吸滤瓶和抽气泵之间应连接一个安全瓶，吸滤瓶应与安全瓶的短导管相接，否则易使水进入安全瓶，故B错误；
C．胶状沉淀易透过滤纸而不易采用抽滤方法，故C错误；
D．在洗涤沉淀时，应关小水龙头，使洗涤剂缓缓通过沉淀物，防止沉淀溶解而造成损失，故D正确；
故选AD；
（4）CuCl不溶于乙醇而微溶于水，水洗涤除去氯化亚铜表面吸附的杂质，提高产品纯度，同时减少产品的溶解，减少损失，所以用乙醇的水溶液洗涤，
故答案为：水洗涤除去氯化亚铜表面吸附的杂质，提高产品纯度，同时减少产品的溶解，减少损失；
（5）氯化亚铜受潮露置空气中迅速氧化成碱式盐，为防止被氧化，步骤⑥烘干须在真空干燥箱中进，
故答案为：氯化亚铜在潮湿的空气中能迅速氧化生成碱式盐而变质；
（6）因为第一次消耗体积与第二次和第三次相差较大，舍去，消耗硫酸铈溶液的平均体积=$\frac{24.05+23.95}{2}$mL=24.00mL，
n（Ce⁴⁺）=0.10mol/L×0.024L=0.0024mol，根据Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺、CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂得
n（CuCl）=n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺）=0.0024mol，
则m（CuCl）=0.0024mol×99.5g/mol=0.2388g，
样品中CuCl的纯度=$\frac{0.2388g}{0.25g}×100%$=95.5%，
故答案为：95.5%．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生阅读能力、获取信息解答问题能力及知识综合应用能力，明确题干信息、物质性质、实验基本操作等知识点是解本题关键，抽滤在高中化学必修中不涉及，学生对此知识点较陌生，导致回答较困难，注意（6）题第一次消耗溶液体积应该舍弃，为易错点．