Question

【題目】銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要的用途，氯化銅、氯化業(yè)銅經(jīng)常用作催化劑。其中CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。

【查閱資料】(i)氯化銅：從水溶液中結(jié)晶時(shí)，在15℃以下得到四水物，在15-25.7℃得到三水物，在26~42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100得到無(wú)水物。

(ii)

(1)實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品制備純凈、干燥的氧氣并與銅反應(yīng)(鐵架臺(tái)，鐵夾略)制備氯化銅。

①按氣流方向連接各儀器接口順序是:

a→_____、_____→_____、_____→_____、_____→_____。

②本套裝置有兩個(gè)儀器需要加熱，加熱的順序?yàn)橄?/span>_____后_______

(2)印刷電路板是由高分子材料和銅箔復(fù)合而成，刻制印刷電路時(shí)，要用FeCl3溶液作為“腐蝕液”，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。

(3)現(xiàn)欲從(2)所得溶液獲得純凈的CuCl22H2O，進(jìn)行如下操作：

①首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加試劑X用于調(diào)節(jié)pH，過(guò)濾，除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的(填序號(hào))

a.NaOH b.NH3H2O C.CuO d.CuSO4

②要獲得純凈CuCl22H2O晶體的系列操作步驟為：向①所得濾液中加少量鹽酸，蒸發(fā)濃縮、_____、_____、洗滌、干燥。

(4)用CuCl22H2O為原料制備CuCl時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是______________。

(5)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證0.1mol/L的CuCl2溶液中的Cu2+對(duì)H2O2的分解具有催化作用:_____。

Answer 1

【答案】 d e h i f g b AD 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 c 冷卻到26-42℃結(jié)晶(只答冷卻結(jié)晶不得分) 過(guò)濾 加熱溫度低(加熱時(shí)間不夠) 取兩支試管加入等體積等濃度的過(guò)氧化氫溶液一支加入幾滴0.1mol/L的CuCl2溶液另一支加入幾滴0.2mol/L的NaCl溶液滴加氧化銅溶液的試管產(chǎn)生的氣泡速率快(其它合理答案也可)

【解析】試題分析：本題考查Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備、裝置的連接、物質(zhì)的除雜、基本實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。

（1）①用裝置A制備Cl2，制得的Cl2中混有HCl、H2O（g），所以將氣體先通過(guò)盛飽和食鹽水的裝置C除去HCl，再通過(guò)盛濃H2SO4的裝置E干燥Cl2，用純凈、干燥的Cl2與Cu反應(yīng)制備CuCl2；由于Cl2會(huì)污染大氣，最后用盛放NaOH溶液的裝置B吸收尾氣；同時(shí)注意洗氣時(shí)導(dǎo)氣管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出；按氣流方向連接各儀器接口順序是：a→d、e→h、i→f、g→b。

②實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸加熱制Cl2，Cu與Cl2加熱反應(yīng)制備CuCl2，則裝置A和裝置D需要加熱；為了防止Cu與空氣中的O2反應(yīng)生成CuO，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先加熱裝置A產(chǎn)生Cl2，用生成的Cl2趕盡裝置中的空氣后再加熱裝置D。

（2）Cu與FeCl3溶液反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2。

（3）①向（2）所得溶液中加入H2O2溶液將Fe2+氧化成Fe3+，加入試劑X調(diào)節(jié)pH除去Fe3+。a項(xiàng)，加入NaOH可調(diào)節(jié)pH除去Fe3+，但引進(jìn)新雜質(zhì)Na+；b項(xiàng)，加入NH3·H2O可調(diào)節(jié)pH除去Fe3+，但引進(jìn)新雜質(zhì)NH4+；c項(xiàng)，加入CuO可調(diào)節(jié)pH除去Fe3+，且不引入新雜質(zhì)；d項(xiàng)，加入CuSO4不能除去Fe3+；答案選c。

②根據(jù)題給資料（i）要獲得CuCl2·2H2O需控制溫度在26~42℃，所以要獲得純凈CuCl2·2H2O晶體的系列操作步驟為：向①所得濾液中加少量鹽酸，蒸發(fā)濃縮、冷卻到26~42℃結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

（4）根據(jù)資料（ii），CuCl2·2H2O在HCl氣流中加熱到140℃失去結(jié)晶水生成CuCl2，繼續(xù)加熱到溫度300℃時(shí)生成CuCl和Cl2，若發(fā)現(xiàn)CuCl中含有雜質(zhì)CuCl2，產(chǎn)生的原因是：加熱溫度低（或加熱時(shí)間不夠）。

（5）要證明0.1mol/LCuCl2溶液中的Cu2+對(duì)H2O2的分解具有催化作用采用控制變量法，控制H2O2等濃度、等體積，兩溶液中Cl-濃度相同；設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)為：取兩支試管，加入等體積、等濃度的H2O2溶液，一支加入幾滴0.1mol/L的CuCl2溶液，另一支加入幾滴0.2mol/L的NaCl溶液，滴加CuCl2溶液的試管產(chǎn)生氣泡速率快，說(shuō)明Cu2+對(duì)H2O2的分解具有催化作用。