Question

5．氧化銅、氯化亞銅是重要的化工原料，廣泛地用作有機(jī)合成催化劑
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室中以粗銅（含雜志Fe）為原料制備銅的氯化物，現(xiàn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品來(lái)制備純凈，干燥的氯氣并與粗銅反應(yīng)（鐵架臺(tái)、鐵夾、酒精燈已省略），請(qǐng)回答：

（1）按氣流方向連接儀器接口順序?yàn)閍→d、e→h、j→f、g→b
（2）簡(jiǎn)述檢驗(yàn)裝置A氣密性的操作：利用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面高度差，一段時(shí)間內(nèi)，液面高度差不變，說(shuō)明氣密性良好
（3）D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)式為Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃
（4）反應(yīng)后，裝置B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(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀、溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效．該電化學(xué)腐蝕過(guò)程中正極反應(yīng)式為ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-
Ⅱ．將上述實(shí)驗(yàn)制得的固體產(chǎn)物按如圖流程操作，請(qǐng)回答：

（1）用稀鹽酸溶解固體的原因?yàn)橐种艭u²⁺、Fe³⁺水解
（2）已知CuCl難溶于水，由溶液2制CuCl的離子方程式為2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-
（3）用下面的方法測(cè)定固體產(chǎn)物中CuCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：取2.00mL溶液2轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，再加入過(guò)量的20%KI溶液，再滴入幾滴淀粉溶液，用0.200mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)原理為2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O${\;}_{3}^{2-}$=S₄O${\;}_{4}^{2-}$+2I^-，重復(fù)滴定三次，平均消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則固體產(chǎn)物中CuCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.1%．

Answer 1

分析 I．（1）KMnO₄與濃鹽酸制取的Cl₂含有HCl和H₂O，用飽和食鹽水除去HCl，用濃硫酸除去H₂O，然后Cl₂與Cu反應(yīng)，最后用NaOH溶液吸收未反應(yīng)的Cl₂，防止污染空氣；
（2）利用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面高度差，一段時(shí)間內(nèi)，液面高度差不變，說(shuō)明氣密性良好；
（3）D中發(fā)生反應(yīng)有：氯氣與Cu反應(yīng)生成氯化銅，與Fe反應(yīng)生成氯化鐵；
（4）裝置B吸收未反應(yīng)的氯氣，反應(yīng)生成NaCl、NaClO，NaClO具有漂白性，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀、溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效，說(shuō)明ClO^-在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)生產(chǎn)Cl^-，由于為堿性條件，還生成OH^-，
Ⅱ．粗銅含有Fe，制備的CuCl₂中含有FeCl₃，CuCl₂和FeCl₃均為強(qiáng)酸弱堿鹽，能發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物均有HCl，加稀鹽酸溶解，能抑制氯化銅、氯化鐵水解，加入氫氧化鈉溶液，消耗溶液中H⁺，調(diào)節(jié)pH使雜質(zhì)Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，溶液2含有CuCl₂，通入一定量的SO₂，生成沉淀CuCl，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO₂為還原劑，被氧化為SO₄²?；
（3）由2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₄^2-+2I^-，可得關(guān)系式2n（ClCl₂）～I(xiàn)₂～2n（S₂O₃^2-），據(jù)此計(jì)算200mL溶液中n（ClCl₂），進(jìn)而計(jì)算ClCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：I．（1）KMnO₄與濃鹽酸制取的Cl₂含有HCl和H₂O，用飽和食鹽水除去HCl，用濃硫酸除去H₂O，然后Cl₂與Cu反應(yīng)，最后用NaOH溶液吸收未反應(yīng)的Cl₂，防止污染空氣，故按氣流方向連接儀器接口順序?yàn)閍→d、e→j、h→f、g→b，
故答案為：d；e；j；h；f；g；b；
（2）檢驗(yàn)A裝置氣密性方法為：利用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面高度差，一段時(shí)間內(nèi)，液面高度差不變，說(shuō)明氣密性良好，
故答案為：利用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面高度差，一段時(shí)間內(nèi)，液面高度差不變，說(shuō)明氣密性良好；
（3）D中發(fā)生反應(yīng)有：氯氣與Cu反應(yīng)生成氯化銅，與Fe反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式為：Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃，
故答案為：Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（4）裝置B吸收未反應(yīng)的氯氣，反應(yīng)生成NaCl、NaClO，NaClO具有漂白性，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀、溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效，說(shuō)明ClO^-在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)生產(chǎn)Cl^-，由于為堿性條件，還生成OH^-，該電化學(xué)腐蝕過(guò)程中正極反應(yīng)式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-；
Ⅱ．粗銅含有Fe，制備的CuCl₂中含有FeCl₃，CuCl₂和FeCl₃均為強(qiáng)酸弱堿鹽，能發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物均有HCl，加稀鹽酸溶解，能抑制氯化銅、氯化鐵水解，加入氫氧化鈉溶液，消耗溶液中H⁺，調(diào)節(jié)pH使雜質(zhì)Fe³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，溶液2含有CuCl₂，通入一定量的SO₂，生成沉淀CuCl，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO₂為還原劑，被氧化為SO₄²?，
（1）由上述分析可知，用稀鹽酸溶解固體的原因是：抑制Cu²⁺、Fe³⁺水解，
故答案為：抑制Cu²⁺、Fe³⁺水解；
（2）溶液2含有CuCl₂，通入一定量的SO₂，生成沉淀CuCl，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO₂為還原劑，被氧化為SO₄²?，反應(yīng)離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-，
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（3）由2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₄^2-+2I^-，可得關(guān)系式2n（ClCl₂）～I(xiàn)₂～2n（S₂O₃^2-），故200mL溶液中n（ClCl₂）=n（S₂O₃^2-）=0.02L×0.2mol/L×$\frac{200mL}{2mL}$=0.4mol，則樣品中m（ClCl₂）=0.4mol×135g/mol=54g，則ClCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{54g}{65g}$×100%=83.1%，
故答案為：83.1%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案、化學(xué)工藝流程，涉及對(duì)裝置及操作的分析評(píng)價(jià)、氣密性檢驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕、滴定計(jì)算等，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用，難度中等．