Question

氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。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·xH₂O）。

（1）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1（部分加熱儀器和夾持裝置已略去）。該裝置中儀器a的名稱是     。裝置b中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是      。該裝置存在一定的安全隱患，消除該安全隱患的措施是           。

（2）操作Ⅱ中應(yīng)控制的pH范圍為        ，其目的是            。
已知：

（3）操作Ⅲ的程序依次為     、    、過(guò)濾、自然干燥．得到CuCl₂·xH₂O晶體。
（4）若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗(yàn)含有FcCl₂，其原因可能是            ，試提出兩種不同的改進(jìn)方案：①           ；②             。

Answer 1

（15分）（1）分液漏斗（2分）；MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分）；在C和D之間連接一個(gè)防倒吸裝置（2分）；
（2）3.2≤pH＜4.7（2分）；使FeCl₃轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀而與CuCl₂溶液分離(或除去CuCl₂溶液中FeCl₃) （2分） （3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（2分）
（4）與粗銅反應(yīng)的氯氣不足量（1分）；①通足量的氯氣（1分） ②在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂（1分）

試題分析：（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，儀器A是分液漏斗；裝置A是制取氯氣的，二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化錳、氯氣、水，則b中反應(yīng)離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；濃鹽酸易揮發(fā)，生成的氯氣中含有氯化氫，氯氣和氯化氫都極易被氫氧化鈉溶液吸收，所以需要在C和D之間連接一個(gè)防倒吸裝置。
（2）根據(jù)鐵離子和銅離子的沉淀pH值可知，要使銅離子留在溶液中，而使鐵離子完全沉淀，需要控制溶液的pH值是3.2≤pH＜4.7。
（3）操作Ⅲ的目的是得到氯化銅晶體，所以正確的操作順序是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥．得到CuCl₂·xH₂O晶體。
（4）若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗(yàn)含有FcCl₂，這說(shuō)明在反應(yīng)中氯氣是不足的，過(guò)量的鐵與鐵離子反應(yīng)生成了亞鐵離子，所以改進(jìn)的方法是通足量的氯氣或在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂。