Question

17．氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、用木材防腐劑的化工產(chǎn)品．某研究性學(xué)習(xí)小組用粗銅（含雜質(zhì)Fe）按下述流程制備氯化銅晶體．

（l）固體A用稀鹽酸溶解而不用水溶解的原因是抑制Cu²⁺、Fe³⁺等離子發(fā)生水解反應(yīng)．
（2）加試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的c、d（填序號）．
a．NaOH     b．NH₃•H₂O     c．CuO     d．Cu（OH）₂   e．CuSO₄
（3）濾液B經(jīng)一系列操作可得氯化銅晶體，操作的程序依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥．
（4）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A（部分加熱儀器和夾持裝置已略去）．

①該裝置中儀器a的名稱是圓底燒瓶，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
②有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCI的裝置，你認(rèn)為是否必要？否（填“是”或“否”）．
③該裝置存在一定的安全隱患，消除該安全隱患的措施是在裝置C和D之間連接一個(gè)防倒吸裝置．

Answer 1

分析 粗銅為Fe、Cu的混合物，與氯氣反應(yīng)生成固體1的主要成分為CuCl₂和FeCl₃，實(shí)驗(yàn)室采用如圖2所示的裝置制取固體l，制備原理為二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，應(yīng)濃硫酸干燥后與粗銅在加熱條件下反應(yīng)生成CuCl₂和FeCl₃，多于的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收，以防污染空氣，反應(yīng)生成氯化銅、氯化鐵，加入稀鹽酸溶解得到溶液，加入含銅的化合物調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子，得到銅離子的溶液，蒸發(fā)冷卻析出晶體，據(jù)此可解答；
（1）易水解的鹽溶液的配制要防止其發(fā)生水解；
（2）Fe³⁺水解產(chǎn)生氫氧化鐵，選擇試劑要消耗H+，促進(jìn)其水解生成氫氧化鐵沉淀而進(jìn)行分離，注意不能引入新的雜質(zhì)，只能選擇銅的化合物；
（3）溶液中析出晶體的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到；
（4）①結(jié)合常見的化學(xué)儀器，可確定a的儀器名稱，實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳和濃鹽酸混合加熱制氯氣；
②氯氣中混有HCl，在干燥情況下不與鐵、銅反應(yīng)，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
③產(chǎn)物氯化銅、氯化鐵易水解，C和D之間無干燥裝置，D中可能有水汽進(jìn)入C中．

解答 解：（1）固體1加入稀鹽酸溶解的原因是，易水解的鹽溶液的配制要防止其發(fā)生水解，加入稀鹽酸抑制氯化鐵、氯化銅水解；
故答案為：抑制Cu²⁺、Fe³⁺等離子發(fā)生水解反應(yīng)；
（2）①Fe³⁺水解產(chǎn)生氫氧化鐵，選擇試劑要消耗H⁺，促進(jìn)其水解生成氫氧化鐵沉淀而進(jìn)行分離，注意不能引入新的雜質(zhì)，只能選擇與氫離子反應(yīng)的銅的化合物；
a．NaOH 會引入鈉離子雜質(zhì)，故a不符合；
b．NH₃•H₂O 加入反應(yīng)會引入銨根離子，故b不符合；
c．CuO和氫離子反應(yīng)不引入新的雜質(zhì)，故c符合；
d．Cu（OH）₂和氫離子反應(yīng)不引入新的雜質(zhì)，故d符合；
e．CuSO₄ 加入會引入硫酸根離子雜質(zhì)，不能調(diào)節(jié)溶液PH，故e不符合；
故答案為：c、d；
（3）溶液中析出晶體的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到，溶液2轉(zhuǎn)化為晶體的主要操作是蒸發(fā)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（4）①由裝置圖可知a為圓底燒瓶，二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成氯氣，反應(yīng)的離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：圓底燒瓶；MnO₂+4H⁺+2Cl₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
②因氯化氫在干燥的情況下不與鐵、銅反應(yīng)，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無需除HCl，故答案為：否；
③防止D中水氣進(jìn)入C中，造成氯化銅和氯化鐵水解，在裝置C和D之間連接一個(gè)防倒吸裝置，故答案為：在裝置C和D之間連接一個(gè)防倒吸裝置．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．