Question

【題目】銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對銅常見化合物的性 質(zhì)和制備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，研究的問題和過程如下：

I.探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）向Cu2O中加適量稀硫酸，得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體，該反應(yīng)的離子方程式為：______。由此可知，在酸性溶液中，+2價(jià)Cu比+1價(jià)Cu更______(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。

（2）將CuO粉末加熱至1000℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末，該反應(yīng)說明：在高溫條件下，+1價(jià)的Cu比+2價(jià)Cu更________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。

II.制取硫酸銅（裝置如圖1）

（3）燒瓶內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______(已知燒杯中反應(yīng)：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O)

（4）圖2是圖1的改進(jìn)裝置，其中直玻璃管通入氧氣的作用是________。

Ⅲ.探究用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體（CuCl22H2O）。

（5）實(shí)驗(yàn)室采用如圖所示的裝置，可將粗銅與Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體l(部分儀器和夾持裝置已略去)，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置，你認(rèn)為是否必要______(填“是”或“否”)，試劑x為______。

（6）將溶液2轉(zhuǎn)化為CuCl22H2O的操作過程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榫G色。已知：在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：[Cu(H2O)4]2+(aq，藍(lán)色)+4Cl-(aq)CuCl42-(aq，黃色)+4H2O(l)，該小組同學(xué)取氯化銅晶體配制成藍(lán)綠色溶液Y，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，其中能夠證明CuCl2溶液中有上述轉(zhuǎn)化關(guān)系的是______(填序號)(已知：較高濃度的CuCl42-溶液呈綠色)。

a.將Y稀釋，發(fā)現(xiàn)溶液呈藍(lán)色

b.在Y中加入CuCl2晶體，溶液變?yōu)榫G色

c.在Y中加入NaCl固體，溶液變?yōu)榫G色

d.取Y進(jìn)行電解，溶液顏色最終消失

（7）若制得的CuCl22H2O晶體仍然含有較多雜質(zhì)，則可采用_______（填方法名稱）進(jìn)行提純。

Answer 1

【答案】Cu2O+2H+=Cu2++Cu+2H2O 穩(wěn)定 穩(wěn)定 Cu+H2SO4+2HNO3（濃）=CuSO4+2NO2↑+2H2O、3Cu+3H2SO4+2HNO3（稀）=3CuSO4+2NO↑+4H2O 氧氣氧化氮氧化合物，使氮氧化物全部被氫氧化鈉溶液吸收，防止污染大氣 否 CuO abc 重結(jié)晶

【解析】

I.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性，則根據(jù)題干給出的提示分析即可；

II.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵迫×蛩徙~，則反應(yīng)中，HNO3只作氧化劑，H2SO4則起酸性作用，可寫出該反應(yīng)的方程式，需要注意的是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，HNO3的濃度降低，還原產(chǎn)物也會隨之變化；

III.該實(shí)驗(yàn)的目的是制備氯化銅晶體，該實(shí)驗(yàn)的流程中：第一步，粗銅和氯氣反應(yīng)是為了生成CuCl2，少量的雜質(zhì)Fe會轉(zhuǎn)化為FeCl3；第二步，用鹽酸溶解固體1，是為了使得固體全部出于強(qiáng)酸性環(huán)境中，方便后續(xù)分離；第三步，要加入CuO來調(diào)節(jié)溶液的pH，把Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，從而除去雜質(zhì)；第四步，在HCl氛圍中蒸發(fā)溶液2的到目標(biāo)產(chǎn)物；

(5)不需要除去HCl氣體，因?yàn)榉磻?yīng)后，還需要用稀鹽酸將固體全部溶解；所得溶液1中含有HCl、FeCl3，需要加入CuO來調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，而Cu2+仍存在于溶液中；固體2是Fe(OH)3；

(6)題中已經(jīng)告知這種轉(zhuǎn)化關(guān)系是可逆反應(yīng)，利用平衡移動的知識答題；

(7)提純晶體，往往采用重結(jié)晶。

I.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性，則：

(1)Cu2O遇到酸反應(yīng)生成藍(lán)色的Cu2+鹽溶液和單質(zhì)Cu，則在酸性環(huán)境中，+2價(jià)的Cu比+1價(jià)的Cu穩(wěn)定；

(2)高溫下，CuO分解產(chǎn)生Cu2O，則+1價(jià)的銅比+2價(jià)的Cu穩(wěn)定；

II.該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵迫×蛩徙~，則：

(3)發(fā)生的反應(yīng)為Cu+H2SO4+2HNO3(濃)=CuSO4+2NO2↑+2H2O、3Cu+3H2SO4+2HNO3(稀)=3CuSO4+2NO↑+4H2O；

(4)產(chǎn)物中NO不能單獨(dú)和NaOH反應(yīng)，需要用O2將NO氧化為NO2才行，確保尾氣完全被吸收，以防污染環(huán)境；

III.該實(shí)驗(yàn)的目的是制備氯化銅晶體，則：

(5)不需要除去HCl氣體，因?yàn)榉磻?yīng)后，還需要用稀鹽酸將固體全部溶解；所得溶液1中含有HCl、FeCl3，需要加入CuO來調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀；

(6)題中已經(jīng)告知這種轉(zhuǎn)化關(guān)系是可逆反應(yīng)，則

a、將Y稀釋，則H2O的量增多，平衡向逆反應(yīng)方向移動，溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明溶液中有這樣的轉(zhuǎn)化關(guān)系，a正確；

b、向Y中加入CuCl2晶體，則溶液中[Cu(H2O)4]2+、Cl-的濃度均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，CuCl42-的濃度增大，溶液變?yōu)榫G色，說明溶液中有這樣的轉(zhuǎn)化關(guān)系，b正確；

c、向Y中加入NaCl晶體，則溶液中Cl-的濃度均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，CuCl42-的濃度增大，溶液變?yōu)榫G色，說明溶液中有這樣的轉(zhuǎn)化關(guān)系，c正確；

d、取Y進(jìn)行電解，溶液顏色消失，這個(gè)過程和該轉(zhuǎn)化關(guān)系無關(guān)，d錯誤；

故選abc；

(7)提純晶體，往往采用重結(jié)晶。