Question

10．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•2H₂O）．

（1）實(shí)驗(yàn)室采用如下圖所示的裝置，可將反應(yīng)①粗銅與Cl₂反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1（部分儀器和夾持裝置已略去）．

①儀器A的名稱是分液漏斗．
②連接好裝置后，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是檢驗(yàn)裝置氣密性．
③裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
④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”）否．
⑤虛線內(nèi)缺少實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)你畫出裝置圖，標(biāo)明藥品名稱．
（2）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（填序號(hào)）cd．
a．NaOH   b．NH₃•H₂O   c．CuO   d．Cu₂（OH）₂CO₃   e．CuSO₄
操作①的名稱是過(guò)濾．
（3）在溶液2轉(zhuǎn)化為CuCl₂•2H₂O的操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榫G色．小
組同學(xué)欲探究其原因．
已知：在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
Cu（H₂O）₄²⁺（aq）+4Cl^-（aq）?CuCl₄^2-（aq）+4H₂O（l）
   藍(lán)色                     黃色
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(hào)）abc．
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
（4）操作②需在氯化氫氣流中經(jīng)過(guò)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 粗銅中含有Fe，與氯氣反應(yīng)生成CuCl₂和FeCl₃，調(diào)節(jié)溶液pH，使FeCl₃發(fā)生水解生成Fe（OH）₃沉淀而除去，則加入的物質(zhì)應(yīng)不能引入新雜質(zhì)，可為Cu₂（OH）₂CO₃、CuO、CuCO₃等物質(zhì)，得到的溶液2為溶液CuCl₂，經(jīng)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶可得到CuCl₂晶體；實(shí)驗(yàn)室用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^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，含有HCl、H₂O等雜質(zhì)，通過(guò)濃硫酸進(jìn)行干燥后與銅反應(yīng)，
（1）①儀器A是分液漏斗；
②制備氣體，應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性；
③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；
④HCl對(duì)反應(yīng)沒有影響；
⑤氯氣有毒，尾氣需進(jìn)行處理，氯氣和堿反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)，所以用堿液吸收尾氣；
（2）由工藝流程可知，加入試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，主要將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，不能引入新雜質(zhì)；固體液體分離用過(guò)濾；
（3）根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析；
（4）氯化銅中的金屬銅離子易水解，在氯化氫氣流中可以抑制氯化銅水解，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌干燥得到CuCl₂•2H₂O晶體．

解答 解：（1）①儀器A是分液漏斗，向燒瓶中滴加鹽酸制取氯氣，
故答案為：分液漏斗；
②制備氣體，不能漏氣，所以連接好裝置后，加入藥品前，應(yīng)該進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性，
故答案為：檢驗(yàn)裝置氣密性；
③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^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^- $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
④HCl對(duì)反應(yīng)沒有影響，不需要在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置，
故答案為：否；
⑤反應(yīng)后尾氣含有氯氣，不能直接排放到空氣中，應(yīng)用NaOH溶液進(jìn)行尾氣的吸收，如圖，
故答案為：；
（2）由工藝流程可知，加入試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，且不能引入新雜質(zhì)．
a．NaOH引入雜質(zhì)鈉離子，故a錯(cuò)誤；
b．NH₃•H₂O 引入銨根離子，故b錯(cuò)誤；
c．CuO可以調(diào)節(jié)pH值，除去雜質(zhì)，過(guò)量的CuO過(guò)濾除去，不引入雜質(zhì)，故c正確；
d．Cu₂（OH）₂CO₃ 可以調(diào)節(jié)PH值，除去雜質(zhì)，過(guò)量的Cu₂（OH）₂CO₃過(guò)濾除去，不引入雜質(zhì)，故d正確；
e．CuSO₄不能調(diào)節(jié)pH值，引入硫酸根離子，故e錯(cuò)誤；
從溶液中分離出固體，通過(guò)過(guò)濾得到的溶液2為溶液CuCl₂，
故答案為：cd；過(guò)濾；
（3）a．將Y稀釋，平衡向作反應(yīng)移動(dòng)，溶液呈藍(lán)色，可以能夠證明CuCl₂溶液中轉(zhuǎn)化關(guān)系，故a正確；
b．在Y中加入CuCl₂晶體，溶液中Cu（H₂O）₄²⁺濃度增大，平衡向右移動(dòng)，溶液變?yōu)榫G色，可以能夠證明CuCl₂溶液中轉(zhuǎn)化關(guān)系，故b正確；
c．在Y中加入NaCl固體，溶液中氯離子濃度增大，平衡向右移動(dòng)，溶液變?yōu)榫G色，可以能夠證明CuCl₂溶液中轉(zhuǎn)化關(guān)系，故c正確；
d．取Y進(jìn)行電解，銅離子放電，溶液顏色最終消失，不能可以能夠證明CuCl₂溶液中轉(zhuǎn)化關(guān)系，故d錯(cuò)誤．
故選：abc．
（4）氯化銅為強(qiáng)酸弱堿鹽，鹽中的金屬銅離子易水解，在氯化氫氣流中可以抑制氯化銅水解，兩水合氯化銅受熱易失去結(jié)晶水，所以經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌干燥得到CuCl₂•2H₂O晶體，
故答案為：冷卻結(jié)晶．

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、平衡移動(dòng)、物質(zhì)分離提純等，題目難度中等，有助于培養(yǎng)學(xué)生基本扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用能力，注意CuCl₂•2H₂O晶體需冷卻結(jié)晶為易錯(cuò)點(diǎn)．