Question

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?xH₂O）．

（1）實(shí)驗(yàn)室采用如圖所示裝置，可使粗銅與Cl₂反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1（部分加熱儀器和夾持裝置已略去）．該裝置中儀器a的名稱是______．裝置b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______．該裝置存在一定的安全隱患，消除該安全隱患的措施是______．

（2）操作Ⅱ中應(yīng)控制的pH范圍為_(kāi)_____，其目的是______．
已知：

	氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH
Cu2+ Fe2+ Fe3+	4.7 4.0 1.9	6.7 9.0 3.2

（3）操作Ⅲ的程序依次為_(kāi)_____、______、過(guò)濾、自然干燥．得到CuCl₂?xH₂O晶體．
（4）若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗(yàn)含有FcCl₂，其原因可能是______，試提出兩種不同的改進(jìn)方案：①______；②______．

Answer 1

解：（1）儀器A是分液漏斗；裝置B中制取氯氣，二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，反應(yīng)離子方程式為 MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；防止D的氫氧化鈉溶液發(fā)生倒吸，應(yīng)該在C和D之間連接一個(gè)防止倒吸的裝置；
故答案為：分液漏斗； 4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O； 間連接一個(gè)防止倒吸的裝置；
（2）若要除去氯化鐵，氫氧化鐵的開(kāi)始沉淀PH=1.9，沉淀完全PH=3.2；氫氧化銅開(kāi)始沉淀的PH=4.7；故PH控制在3.2到4.7之間；
故答案為：3.2≤PH＜4.7；使氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀從而與氯化銅分離（或者除去氯化銅溶液中的氯化鐵）；
（3）由于氯化銅溶液需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、自然干燥，得到氯化銅晶體；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（4）制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗(yàn)含有FcCl₂，可能是與粗銅反應(yīng)的氯氣不足導(dǎo)致的；改進(jìn)方法是：；①、通入足量的氯氣；②、在操作Ⅱ加入氧化銅前先加入足量的雙氧水或者通入氯氣；
故答案為：與粗銅反應(yīng)的氯氣不足量；①、通入足量的氯氣；②、在操作Ⅱ加入氧化銅前先加入足量的雙氧水或者通入氯氣．
分析：（1）儀器A是分液漏斗；裝置B中制取氯氣，二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水；D中的氫氧化鈉溶液容易被倒吸入大試管中；
（2）除去氯化銅中的氯化鐵，根據(jù)氫氧化物的沉淀PH進(jìn)行分析，使氯化鐵完全生成氫氧化鐵；
（3）溶液2是氯化銅溶液，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、自然干燥，最后得到CuCl₂?xH₂O晶體；
（4）與粗銅的反應(yīng)，氯氣不足，制取的氯化銅晶體中會(huì)含有氯化亞鐵；可以通過(guò)足量氯氣避免生成氯化亞鐵，也可以在在操作Ⅱ加入氧化銅前先加入足量的雙氧水或者通入氯氣將亞鐵氧化成三價(jià)鐵離子．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)工藝流程理解、實(shí)驗(yàn)裝置的理解、物質(zhì)分離提純等，難度中等，要求學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用能力．