Question

【題目】氯化銅、氯化亞銅是重要的化工原料,廣泛地用作有機合成催化劑。

I.實驗室中以粗銅(含雜質Fe)為原料制備銅的氯化物。現用如圖所示的實驗儀器及藥品來制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(鐵架臺、鐵夾、酒精燈已省略)。按要求回答下列問題:

（1）按氣流方向連接各儀器接口順序是：a______________________________。

（2）寫出加熱時硬質試管中發生化學反應的方程式是______________________________。

（3）反應后,盛有NaOH溶液的廣口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用鋼鐵(含Fe、C)制品盛裝該溶液會發生電化腐蝕,鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀,溶液會失去漂白、殺菌消毒功效。該電化腐蝕過程中正極反應式是_______________________________。

II.將上述實驗制得的固體產物按如下流程操作,試回答下列問題:

（1）檢驗溶液2中是否含有雜質離子的試劑是__________________。

（2）某同學用實驗制得的CuCl2·2H2O晶體配制500mL0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在稱量出CuCl2·2H2O晶體后,溶解該晶體的具體操作為_________________________________，分析以下操作對配制的溶液濃度造成的影響，影響偏高的是___________________________。

①蒸餾水洗完容量瓶后沒有烘干 ②轉移溶液過程中出現漏液

③砝碼生銹 ④定容時俯視

（3）溶液l可加試劑X用于調節pH以除去雜質,X可選用下列試劑中的(填序號)_________。

a.NaOH b.NH3·H2O c.CuO d.CuSO4 e.Cu2(OH)2CO3

（4）反應②是向溶液2中通入一定量的SO2,加熱一段時間后生成CuCl白色沉淀。寫出制備CuCl的離子方程式:_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】d e j h f g b Cu+Cl2CuCl2, 2Fe+3Cl22FeCl3 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- KSCN溶液 將稱量的晶體置于燒杯中,加入適量的稀鹽酸和蒸餾水,用玻璃棒攪拌 ③④ c、e 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-

【解析】

I.（1）實驗室中以粗銅(含雜質Fe)為原料制備銅的氯化物，濃鹽酸和高錳酸鉀發生反應生成氯氣，氯氣中混有氯化氫和水，可用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥，加熱時硬質試管中銅和氯氣反應生成氯化銅，用氫氧化鈉溶液吸收氯氣；

（2）在硬質試管中銅和鐵都與氯氣反應；

（3）根據題目信息可知，電池反應應該為鐵和次氯酸鈉反應，故正極為次氯酸根得電子生成氯離子。
Ⅱ.粗銅(含雜質Fe)與氯氣反應生成氯化鐵和氯化銅，加稀鹽酸溶解，形成氯化鐵和氯化銅溶液，再加CuO或氫氧化銅等調節pH，使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到的固體2為氫氧化鐵，溶液2為氯化銅溶液，通入二氧化硫，二氧化硫與銅離子發生氧化還原反應生成CuCl，氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發結晶得到CuCl2·2H2O，以此解答該題。

I.（1）儀器連接順序：Cl2發生裝置→除去HCl氣體裝置→干燥裝置→制備裝置→多余Cl2處理裝置，所以各儀器接口順序是：a→d、e→j、h→f、g→b；

因此，本題正確答案是：d e j h f g b；
（2）硬質試管中發生反應有:氯氣與Cu反應生成氯化銅,與Fe反應生成氯化鐵,反應方程式分別為：Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3；

因此，本題正確答案是Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3；

（3）氫氧化鈉溶液吸收氯氣，生成有次氯酸鈉，生鐵在次氯酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液中發生電化學腐蝕，碳等雜質為正極，鐵為負極。負極的電極反應式為Fe－2e-＝Fe2+，Fe2+＋2OH-＝Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，正極的電極反應式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ，

因此，本題正確答案是：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ；

Ⅱ.(1)由流程圖分析可以知道溶液2中若含有雜質離子則是Fe3+，用KSCN溶液檢驗Fe3+，若有Fe3+，溶液變紅；
因此，本題正確答案是：KSCN溶液；
（2）溶解氯化銅時要加入鹽酸抑制銅離子的水解，具體操作為將稱量的晶體置于燒杯中，加入適量的稀鹽酸和蒸餾水，用玻璃棒攪拌；

①蒸餾水洗完容量瓶后沒有烘干無影響，定容時需要加入蒸餾水定容；

②轉移溶液過程中出現漏液使溶質減少，濃度偏低；

③用生銹的砝碼稱量固體，根據藥品的質量=砝碼質量+游碼質量，由于砝碼質量偏大，導致稱量的固體質量偏大，配制的溶液中溶質的物質的量濃度偏高；

④定容時俯視容量瓶刻度線，溶液的液面低于刻度線，體積偏小，濃度偏高。故選③④，

因此，本題正確答案是：將稱量的晶體置于燒杯中，加入適量的稀鹽酸和蒸餾水，用玻璃棒攪拌；③④；

（3）用于調節pH以除去溶液1雜質可加試劑具有與酸反應，且不引入Cu2+之外的離子，故用CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3；
因此，本題正確答案是：c、e；
（4）根據信息可以知道：在加熱條件下，SO2與銅離子反應生成CuCl白色沉淀和SO42-，其反應的離子方程式為：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-，

因此，本題正確答案是： 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-。