Question

2．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(xiàn)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：a接d、e接j、h接f、g接b．
（2）寫出加熱時硬質試管中發(fā)生化學反應的方程式是Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（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F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會發(fā)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ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．
II．將上述實驗制得的固體產(chǎn)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KSCN溶液；
（2）某同學用實驗制得的CuCl₂•2H₂O晶體配制0.1mol•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
（3）溶液l可加試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質，X可選用下列試劑中的（填序號）c、e
a．NaOH    b．NH₃H₂O    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：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．

Answer 1

分析 I．（1）儀器連接順序：Cl₂發(fā)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；實驗前要檢驗裝置的氣密性；
（2）硬質試管中發(fā)生反應有：氯氣與Cu反應生成氯化銅，與Fe反應生成氯化鐵；
（3）反應后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中生成NaClO溶液，正極上ClO^-得電子生成Cl^-；
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(jié)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(fā)生氧化還原反應生成CuCl，氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)結晶得到CuCl₂•2H₂O；
（1）溶液2中若含有雜質離子則是Fe³⁺，用KSCN溶液檢驗；
（2）配制CuCl₂溶液，要防止銅離子的水解，需要加入適量稀鹽酸；
（3）用于調節(jié)pH以除去溶液1雜質可加試劑具有與酸反應，且不引入Cu²⁺之外的物質；
（4）根據(jù)信息可知：SO₂與銅離子反應生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-．

解答 解：I．（1）儀器連接順序：Cl₂發(fā)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；該實驗中有有毒氣體參加反應，所以實驗前要檢驗裝置的氣密性；
故答案為：d、e，j、h，f、g，b；
（2）硬質試管中發(fā)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+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃
故答案為：Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（3）反應后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中生成NaClO溶液，該溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會發(fā)生電化腐蝕，ClO^-得電子作正極生成Cl^-，則正極上的電極方程式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
Ⅱ．（1）由流程圖分析可知溶液2中若含有雜質離子則是Fe³⁺，用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，若有Fe³⁺，溶液變紅；
故答案為：KSCN溶液；
（2）在配制CuCl₂溶液，要防止銅離子的水解，需要加入適量稀鹽酸，配制方法為：將稱量的晶體置于燒杯中，加入適量的稀鹽酸和蒸餾水，用玻璃棒攪拌；
故答案為：將稱量的晶體置于燒杯中，加入適量的稀鹽酸和蒸餾水，用玻璃棒攪拌；
（3）用于調節(jié)pH以除去溶液1雜質可加試劑具有與酸反應，且不引入Cu²⁺之外的離子，故用CuO或Cu₂（OH）或Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案為：c、e；
（4）根據(jù)信息可知：在加熱條件下，SO₂與銅離子反應生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反應的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．

點評 本題考查物質的制備實驗方案、化學工藝流程，題目難度中等，涉及裝置及操作的分析評價、離子檢驗、電極反應、離子方程式的書寫等知識，題目難度中等，試題側重于基礎知識的綜合應用，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵．