Question

【題目】CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe) 為原料制備CuCl2·2H2O晶體，再用CuCl2·2H2O晶體制備CuCl。

(1)制備CuCl2·2H2O晶體：

① B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________

② 裝置C中粗銅粉末(含雜質(zhì)Fe)與氣體充分反應(yīng)時的生成物是______________

③ 反應(yīng)完成后，將C中的固體用稀鹽酸完全溶解，再調(diào)節(jié)pH值除雜，經(jīng)一系列操作便可獲得CuCl2·2H2O晶體。溶解C中生成物固體時，有時會加入少量雙氧水，目的是__________

(2)制取CuCl，為了制取CuCl采用如圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器略)：

已知：

④儀器X的名稱是__________

⑤實驗操作的先后順序是a→__________________________→e(填操作的編號)。

a．檢查裝置的氣密性后加入藥品 b．熄滅酒精燈，冷卻

c．在“氣體入口”處通入干燥HCl d．點燃酒精燈，加熱

e．停止通入HCl，然后通入N2

⑥裝置F中NaOH溶液的作用是___________________。

⑦ 反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)。請分析產(chǎn)生CuCl2雜質(zhì)的原因是__________________________

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O FeCl3 、CuCl2 將鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe3+ 球形干燥管 c→d→b 吸收HCl和Cl2 加熱時間不足或溫度偏低

【解析】

(1)B裝置是制備氯氣的裝置，濃硫酸能夠除去氯氣中的水蒸氣，干燥的氯氣在C中與銅和鐵反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅，堿石灰可以防止空氣中的水蒸氣加入裝置C中，同時可以除去未反應(yīng)的氯氣，防止污染，據(jù)此分析解答①～③；

(2)根據(jù)題意，熱分解CuCl22H2O制備CuCl，需要抑制Cu2+水解，氣體入口需要通入HCl氣體，然后加熱A處試管，X中無水硫酸銅變藍(lán)，可以檢驗CuCl22H2O分解生成的水蒸氣，E處試紙先變紅后褪色，說明CuCl2分解生成了Cl2，F中NaOH溶液可以吸收尾氣，防止污染，據(jù)此分析解答④～⑦。

(1)①圓底燒瓶中濃鹽酸和二氧化錳混合加熱反應(yīng)生成氯氣和氯化錳，反應(yīng)的化學(xué)程式為4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②粗銅中的Cu和Fe均能在加熱條件下與氯氣反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為氯化銅和氯化鐵，故答案為：CuCl2、FeCl3；

③反應(yīng)完成后，將C中的固體(含有未反應(yīng)的鐵)用稀鹽酸完全溶解，溶液中含有CuCl2、FeCl3和FeCl2，調(diào)節(jié)pH值除雜，需要首先將亞鐵離子氧化轉(zhuǎn)化為鐵離子，因此加入少量雙氧水是氧化溶液中可能含有的Fe2+，利于通過調(diào)節(jié)溶液pH除去，故答案為：氧化溶液中可能含有的Fe2+；

(2)④由圖及常見的儀器可知，儀器X的名稱為球形干燥管，故答案為：球形干燥管；

⑤實驗中有氣體生成，需要先檢查裝置的氣密性，且熱分解CuCl22H2O制備CuCl，需要防止Cu2+水解和CuCl被氧化，所以必須要先趕走裝置中的氧氣和水蒸氣后才能加熱，并且在HCl氣流中加熱制備，反應(yīng)結(jié)束后先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入氮氣直至裝置冷卻，所以操作順序為：a→c→d→b→e，故答案為：c→d→b；

⑥熱分解CuCl22H2O制備CuCl過程中會產(chǎn)生氯氣和氯化氫等污染空氣的氣體，裝置F中NaOH溶液可以吸收HCl和Cl2，防止污染，故答案為：吸收HCl和Cl2；

⑦由2CuCl2 2CuCl+Cl2↑，含有雜質(zhì)CuCl2，說明CuCl2沒有反應(yīng)完全，分解不充分，故答案為：加熱時間不足或溫度偏低。