氯化銅晶體（CuCl2?xH2O）是重要的化工原料，可用作催化劑、消毒劑等．用孔雀石[主要含Cu2（OH）2CO3，還含少量Fe、Si的化合物]制備氯化銅晶體，方案如下：

已知：有關(guān)金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH：
Fe3+ Cu2+ Fe2+
開始沉淀的pH 2.7 5.4 8.1
沉淀完全的pH 3.7 6.9 9.6
（1）若溶液A含有的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，則試劑①選用
B
B
（填字母）．
A．Cu        B．Cl2          C．NH3?H2O          D．NaOH
（2）加入試劑②的目的是調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是
3.7～5.4
3.7～5.4
．由溶液C獲得CuCl2?xH2O，包含4個基本實驗操作，這4個基本實驗操作依次是
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮
、
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
過濾和無水乙醇洗滌等操作，使用無水乙醇代替水進行洗滌的主要原因是
防止CuCl2?xH2O晶體溶解損失
防止CuCl2?xH2O晶體溶解損失
．
（3）為了測定制得的氯化銅晶體（CuCl2?xH2O）中x值，有同學設(shè)計了如下兩種實驗方案：
①稱取一定質(zhì)量的晶體加熱使其失去結(jié)晶水，稱量所得無水CuCl2的質(zhì)量．該方案存在的問題是
CuCl2?xH2O晶體加熱時會發(fā)生水解
CuCl2?xH2O晶體加熱時會發(fā)生水解
．
②稱取a g晶體、加入足量氫氧化鈉溶液，過濾、洗滌、加熱沉淀至質(zhì)量不再減輕為止，稱量所得固體的質(zhì)量為b g．則x=
80a-135b
18b
80a-135b
18b
（用含a、b的代數(shù)式表示）．
分析：（1）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，實現(xiàn)由溶液A至溶液B轉(zhuǎn)化，目的是將Fe2+氧化為Fe3+，試劑①應為氧化劑，且不能引入新的雜質(zhì)．
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，試劑②應為調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3，除去Fe3+，不能沉淀Cu2+，結(jié)合金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH選擇pH的范圍．
由溶液到晶體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等．使用無水乙醇代替水進行洗滌，防止CuCl2?xH2O晶體溶解損失．
（3）①CuCl2?xH2O晶體加熱時會發(fā)生水解．
②加熱沉淀至質(zhì)量不再減輕為止，b g為CuO質(zhì)量，根據(jù)銅元素守恒可知，n（CuO）=n（CuCl2?xH2O），再結(jié)合m=nM計算x的值．
解答：（1）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，實現(xiàn)由溶液A至溶液B轉(zhuǎn)化，目的是將Fe2+氧化為Fe3+，試劑①應為氧化劑，且不能引入新的雜質(zhì)．
A．Cu不能與Fe2+反應，故A錯誤；
B．Cl2可以將Fe2+氧化為Fe3+，且不引入新雜質(zhì)，故B正確；
C．NH3?H2O可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入銨根離子，故C錯誤；
D．NaOH可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入鈉離子，故D錯誤．
故選：B．
（2）由工藝流程轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，試劑②應為調(diào)節(jié)溶液pH值，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3，除去Fe3+，不能沉淀Cu2+，由金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH可知，F(xiàn)e3+從pH=2.7開始沉淀，在pH=3.7沉淀完全，Cu2+從pH=5.4開始沉淀，所以應該可知pH范圍為3.7～5.4．
由溶液獲得CuCl2?xH2O晶體需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等．
氯化銅易溶于水，使用無水乙醇代替水進行洗滌，防止CuCl2?xH2O晶體溶解損失．
故答案為：3.7～5.4；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；防止CuCl2?xH2O晶體溶解損失．
（3）①CuCl2?xH2O晶體加熱時會發(fā)生水解CuCl2+2H2O?Cu（OH）2+2HCl，有HCl氣體放出，CuCl2質(zhì)量偏小，測得x值偏大．
故答案為：CuCl2?xH2O晶體加熱時會發(fā)生水解．
②b g為CuO質(zhì)量為
bg
80g/mol
=
b
80
mol，根據(jù)銅元素守恒可知，n（CuO）=n（CuCl2?xH2O），所以ag=
b
80
mol×（135+18x）g/mol，解得，x=
80a-135b
18b
．
故答案為：
80a-135b
18b
．
點評：考查閱讀獲取信息能力、對工藝流程理解與實驗條件控制、實驗方案的評價、化學計算、物質(zhì)分離提純除雜等有關(guān)實驗操作以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力．題目難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎(chǔ)知識和靈活應用信息解決問題的能力，注意基礎(chǔ)知識的全面掌握．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2013?青島一模）（Ⅰ）銅鐵及其化合物在日常生活中應用廣泛，某研究性學習小組用粗銅（含雜質(zhì)Fe）與過量氯氣反應得固體A，用稀鹽酸溶解A，然后加試劑調(diào)節(jié)溶液的pH后得溶液B，溶液B經(jīng)系列操作可得氯化銅晶體，請回答：
（1）固體A用稀鹽酸溶解的原因是
防止鐵鹽、銅鹽發(fā)生水解反應
防止鐵鹽、銅鹽發(fā)生水解反應
；
（2）檢驗溶液B中是否存在Fe3+的方法是
取少量溶液B，滴加幾滴KSCN溶液，若無明顯現(xiàn)象則溶液中無Fe3+，若溶液變紅色，則存在Fe3+
取少量溶液B，滴加幾滴KSCN溶液，若無明顯現(xiàn)象則溶液中無Fe3+，若溶液變紅色，則存在Fe3+
；
（3）已知元素在高價態(tài)時常表現(xiàn)氧化性，若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，則生成CuCl的離子方程式是
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O
  △  
.
 
2CuCl↓+SO42-+2H+
2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O
  △  
.
 
2CuCl↓+SO42-+2H+
；
（Ⅱ）（1）常溫下，某同學將稀鹽酸與氨水等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如表：
實驗編號 氨水物質(zhì)的量濃度
（mol?L-1）		 鹽酸物質(zhì)的量濃度
（mol?L-1）		 混合溶液pH
① 0.1 0.1 pH=5
② C 0.2 pH=7
③ 0.2 0.1 pH＞7
請回答：從第①組情況分析，該組所得混合溶液中由水電離出的c（H+）=
1×10-5 mol?L-1
1×10-5 mol?L-1
mol?L-1；從第②組情況表明，C
＞
＞
0.2mol?L-1（選填“＞”、“＜”或“=”）；
從第③組情況分析可知，混合溶液中c（NH4+）
＞
＞
c（NH3?H2O）（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）寫出以下四組溶液NH4+離子濃度由大到小的順序
B
B
＞
D
D
＞
A
A
＞
C
C
（填選項編號）．
A．0.1mol?L-1 NH4Cl       B．0.1mol?L-1 NH4Cl和0.1mol?L-1 NH3?H2O
C．0.1mol?L-1 NH3?H2O   D．0.1mol?L-1NH4Cl和0.1mol?L-1 HCl．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品．某研究小組用粗銅（含雜質(zhì)Fe）按如圖1所示流程制備氯化銅晶體（CuCl2?2H20）．

（1）實驗室采用如圖2所示的裝置，可將粗銅與Cl2反應轉(zhuǎn)化為固體1（部分儀器和夾持裝置已略去）．
①裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
．
②有同學認為應在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝胃，你認為是否必要
否
否
（填“是”或“否”）．
（2）試劑X用以除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的
cd
cd
（填序號）．
a． NaOH   b．NH3?H2O  c．CuO  d．Cu2（OH）2CO3  e．CuSO4
（3）在溶液2轉(zhuǎn)化為CuCl2?2H2O的操作過程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色出藍色變?yōu)榫G色．小組同學欲探究其原因．
己知：在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
Cu（H2O）42+（aq）（藍色）+4Cl-（aq）?CuCl42-（aq）（黃色）+4H2O（l）
①上述反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
．若增大氯離子濃度，K值（填“增大”、“減小”或“不變”）
不變
不變
．
②取氯化銅晶體配制成藍綠色溶液Y，進行如下實驗，其中能證明CuCl2溶液中有上述轉(zhuǎn)化關(guān)系的是（填序號）
abc
abc
．
a．將Y稀釋，發(fā)現(xiàn)溶液呈藍色
b．在Y中加入NaCl固體，溶液變?yōu)榫G色
c．取Y進行電解，溶液顏色最終消失
（4）如圖3所示，用石墨電極電解CuCl2溶液，小組同學發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上有紅色和白色兩種顏色的固體析出．有關(guān)文獻資料表明，在銅和銅的化合物中Cu為紫紅色，Cu2O為紅色，CuCl為白色，它們都不溶于水．
①小組同學將陰極碳棒洗滌干凈并干燥后，放入玻璃管中，按如圖4所示連接裝置．排凈裝置中的空氣后，充分加熱，并將一張濕潤的藍色石蕊試紙置于裝置末端的導管口附近．實驗中發(fā)現(xiàn)，碳棒上的白色物質(zhì)消失，紅色物質(zhì)依然存在；無色硫酸銅不變色，藍色石蕊試紙變?yōu)榧t色．根據(jù)上述現(xiàn)象，玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl
．
②電解CuCl2溶液時，陰極發(fā)生反應的電極方程式為
Cu2++2e-=Cu；Cu2++Cl-+e-=CuCl
Cu2++2e-=Cu；Cu2++Cl-+e-=CuCl
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

（2013?黃山一模）氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品．某研究小組用粗銅（含雜質(zhì)Fe）按下述流程制備氯化銅晶體（CuCl2?2H2O）．

（1）實驗室采用如圖所示的裝置，可將粗銅與Cl2反應轉(zhuǎn)化為固體1（加熱儀器和夾持裝置已略去）．

①儀器A的名稱是
分液漏斗
分液漏斗
．
②裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
．
③如果濃鹽酸不能順利滴下，可能的原因是
沒有打開分液漏斗活塞，或玻璃塞上凹槽與漏斗口側(cè)面的小孔沒有對齊．
沒有打開分液漏斗活塞，或玻璃塞上凹槽與漏斗口側(cè)面的小孔沒有對齊．

④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是
NaOH溶液
NaOH溶液
，其作用是
吸收多余的氯氣
吸收多余的氯氣
．
（2）在CuCl2溶液轉(zhuǎn)化為CuCl2?2H2O的操作過程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)辄S綠色．小組同學欲探究其原因．
已知：在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
Cu（H2O）42+（aq）+4Cl-（aq）?CuCl42-（aq）+4H2O（l）
藍色　　　　　　　　　　　黃色
①上述反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)
．
②現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍色，請寫出兩種可采用的方法
a．
加水稀釋
加水稀釋
 b．
加硝酸銀溶液
加硝酸銀溶液
．
（3）由CuCl2溶液得到CuCl2?2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是
防止Cu2+水解
防止Cu2+水解
．

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年江蘇省南通市海安縣高二上學期期末考試化學試卷（帶解析） 題型：實驗題

（14分）氯化銅晶體（CuCl2·xH2O）是重要的化工原料，可用作催化劑、消毒劑等。用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物]制備氯化銅晶體，方案如下：

已知：有關(guān)金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH：

⑴酸溶時，為了提高浸取率可采取的措施有                。（寫出一點）
⑵若溶液A含有的金屬離子有Cu2＋、Fe2＋，則試劑①為Cl2，通入Cl2發(fā)生反應的離子方程式：                             。
⑶加入試劑②的目的是調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是          ；
為避免引入雜質(zhì)離子，試劑②可選用              。

A．氨水B．氧化銅C．氫氧化銅D．氫氧化鈉
⑷由溶液C獲得CuCl2·xH2O，實驗操作依次是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾和洗滌等操作。加熱濃縮過程需加入少量鹽酸的目的是：                                  。
⑸工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生含Cu2＋的廢水，向廢水加入堿調(diào)節(jié)pH=8，沉降后廢水中Cu2＋濃度為                mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]=5.6×10－20）
⑹氯化亞銅（CuCl）也是一種重要的化工原料。
制備過程：向CuCl2溶液中通入一定量的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：                              。

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科目：高中化學 來源：2014屆江蘇省南通市海安縣高二上學期期末考試化學試卷（解析版） 題型：實驗題

（14分）氯化銅晶體（CuCl2·xH2O）是重要的化工原料，可用作催化劑、消毒劑等。用孔雀石[主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物]制備氯化銅晶體，方案如下：

已知：有關(guān)金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH：

⑴酸溶時，為了提高浸取率可采取的措施有                。（寫出一點）

⑵若溶液A含有的金屬離子有Cu2＋、Fe2＋，則試劑①為Cl2，通入Cl2發(fā)生反應的離子方程式：                             。

⑶加入試劑②的目的是調(diào)節(jié)pH至a，a的范圍是          ；

為避免引入雜質(zhì)離子，試劑②可選用              。

A．氨水             B．氧化銅           C．氫氧化銅         D．氫氧化鈉

⑷由溶液C獲得CuCl2·xH2O，實驗操作依次是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾和洗滌等操作。加熱濃縮過程需加入少量鹽酸的目的是：                                  。

⑸工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生含Cu2＋的廢水，向廢水加入堿調(diào)節(jié)pH=8，沉降后廢水中Cu2＋濃度為                mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]=5.6×10－20）

⑹氯化亞銅（CuCl）也是一種重要的化工原料。

制備過程：向CuCl2溶液中通入一定量的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：                              。

 

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