Question

氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，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，某种制备铜的氯化物的流程如下．

按要求回答下列问题：
（1）操作①的名称是

 

，检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是

 

．操作②需在氯化氢气流中经过加热浓缩、

 

、过滤、洗涤、干燥．
（2）上述流程中，所得固体1需要加稀盐酸溶解，其理由是

 

；溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的（填序号）

 

．
a．NaOH   b．NH₃?H₂O   c．CuO   d．CuSO₄
（3）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：

 

．
（4）现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应（铁架台、铁夹省略）．

①按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→

 

、

 

→

 

、

 

→

 

、

 

→

 

．实验开始前要进行一步重要操作，其操作名称是

 

．
②反应时，盛粗铜粉的试管中的现象是

 

．
③反应后，盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁（含Fe、C）制品盛装该溶液会发生电化腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效．该电化腐蚀过程中的正极反应式为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：实验题

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）操作①是分离固体和液体混合物的操作；溶液2中若含有杂质离子则是Fe³⁺，用KSCN溶液检验；根据从溶液中提取溶质晶体的操作分析；
（2）氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，加入过量的酸可以抑制氯化铜、氯化铁水解；用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应，且不引入Cu²⁺之外的离子；
（3）根据信息可知：SO₂与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-；
（4）①仪器连接顺序：Cl₂发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl₂处理装置；实验前要检验装置的气密性；
②Cu与Cl₂反应产生大量棕黄色烟（CuCl₂）；
③正极上ClO^-得电子生成Cl^-．

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）操作①是分离固体和液体混合物的操作为过滤；溶液2中若含有杂质离子则是Fe³⁺，用KSCN溶液检验Fe³⁺；CuCl₂易水解在氯化氢气流中经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
故答案为：过滤；KSCN溶液；冷却结晶；
（2）氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，直接用水溶液配制溶液会产生浑浊，所以加入过量的酸来溶解氯化铜、氯化铁，以抑制氯化铜、氯化铁水解；用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应，且不引入Cu²⁺之外的离子，故用CuO或Cu₂（OH）或Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案为：抑制氯化铜、氯化铁水解；c；
（3）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

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（4）①仪器连接顺序：Cl₂发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl₂处理装置，所以各仪器接口顺序是：a→d、e→j、h→f、g→b；该实验中有有毒气体参加反应，所以实验前要检验装置的气密性；
故答案为：d、e，j、h，f、g，b；检查装置的气密性；
②Cu与Cl₂反应产生大量棕黄色烟（CuCl₂），则反应时盛粗铜粉的试管中的现象是产生大量棕黄色烟；
故答案为：产生大量棕黄色烟；
③反应后，盛有NaOH溶液的广口瓶中生成NaClO溶液，该溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁（含Fe、C）制品盛装该溶液会发生电化腐蚀，ClO^-得电子作正极生成Cl^-，则正极上的电极方程式为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

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．