Question

【題目】銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應用。某研究性學習小組的同學對銅常見化合物的性 質和制備進行實驗探究，研究的問題和過程如下：

I.探究不同價態(tài)銅的穩(wěn)定性，進行如下實驗：

（1）向Cu2O中加適量稀硫酸，得到藍色溶液和一種紅色固體，該反應的離子方程式為：______。由此可知，在酸性溶液中，+2價Cu比+1價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，該反應說明：在高溫條件下，+1價的Cu比+2價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)生的主要反應的化學方程式為______(已知燒杯中反應：2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O)

（4）圖2是圖1的改進裝置，其中直玻璃管通入氧氣的作用是________。

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

（5）實驗室采用如圖所示的裝置，可將粗銅與Cl2反應轉化為固體l(部分儀器和夾持裝置已略去)，有同學認為應在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置，你認為是否必要______(填“是”或“否”)，試劑x為______。

（6）將溶液2轉化為CuCl22H2O的操作過程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)榫G色。已知：在氯化銅溶液中有如下轉化關系：[Cu(H2O)4]2+(aq，藍色)+4Cl-(aq)CuCl42-(aq，黃色)+4H2O(l)，該小組同學取氯化銅晶體配制成藍綠色溶液Y，進行如下實驗，其中能夠證明CuCl2溶液中有上述轉化關系的是______(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，則可采用_______（填方法名稱）進行提純。

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 重結晶

【解析】

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

II.該實驗目的是制取硫酸銅，則反應中，HNO3只作氧化劑，H2SO4則起酸性作用，可寫出該反應的方程式，需要注意的是隨著反應的進行，HNO3的濃度降低，還原產(chǎn)物也會隨之變化；

III.該實驗的目的是制備氯化銅晶體，該實驗的流程中：第一步，粗銅和氯氣反應是為了生成CuCl2，少量的雜質Fe會轉化為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+轉化為Fe(OH)3，從而除去雜質；第四步，在HCl氛圍中蒸發(fā)溶液2的到目標產(chǎn)物；

(5)不需要除去HCl氣體，因為反應后，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)告知這種轉化關系是可逆反應，利用平衡移動的知識答題；

(7)提純晶體，往往采用重結晶。

I.該實驗的目的是探究不同價態(tài)銅的穩(wěn)定性，則：

(1)Cu2O遇到酸反應生成藍色的Cu2+鹽溶液和單質Cu，則在酸性環(huán)境中，+2價的Cu比+1價的Cu穩(wěn)定；

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

II.該實驗目的是制取硫酸銅，則：

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

(4)產(chǎn)物中NO不能單獨和NaOH反應，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.該實驗的目的是制備氯化銅晶體，則：

(5)不需要除去HCl氣體，因為反應后，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+全部轉化為沉淀；

(6)題中已經(jīng)告知這種轉化關系是可逆反應，則

a、將Y稀釋，則H2O的量增多，平衡向逆反應方向移動，溶液變?yōu)樗{色，說明溶液中有這樣的轉化關系，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化關系，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化關系，c正確；

d、取Y進行電解，溶液顏色消失，這個過程和該轉化關系無關，d錯誤；

故選abc；

(7)提純晶體，往往采用重結晶。