Question

11．氯化銅、氯化亞銅是重要的化工原料，廣泛地用作有機(jī)合成催化劑．實(shí)驗(yàn)室中以粗銅（含雜質(zhì)Fe）為原料，一種制備銅的氯化物的流程如圖1．

按要求回答下列問題：
（1）操作①的名稱是過濾，檢驗(yàn)溶液2中是否含有雜質(zhì)離子的試劑是KSCN溶液或苯酚．
（2）上述流程中，所得固體K需要加稀鹽酸溶解，其理由是抑制氯化銅、氯化鐵水解；
溶液1可加試劑X用于調(diào)節(jié)pH，以除去雜質(zhì)，試劑X和固體J分別是（填序號(hào)）c．
a．NaOH   Fe（OH）
b．NH₃•H₂O  Fe（OH）₂
c．CuO    Fe（OH）₃                    
d．CuSO₄     Cu（OH）₂
（3）反應(yīng)②是向溶液2中通入一定量的SO₂，加熱一段時(shí)間后生成CuCl白色沉淀．寫出制備CuCl的離子方程式：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
（4）如圖2所示將氯氣從a通入與粗銅反應(yīng)（鐵架臺(tái)、鐵夾、酒精燈省略），
①反應(yīng)時(shí)，盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量棕黃色煙．
②反應(yīng)后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀，溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效．該電化學(xué)腐蝕過程中的正極反應(yīng)式為ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 粗銅（含雜質(zhì)Fe）與Cl₂反應(yīng)生成FeCl₃和CuCl₂，加稀鹽酸溶解，形成FeCl₃和CuCl₂溶液，且稀鹽酸能抑制FeCl₃、CuCl₂水解，溶液1中加入X調(diào)節(jié)溶液pH，得到溶液乙，經(jīng)過系列操作得到CuCl₂.2H₂O，故溶液2為CuCl₂溶液，則調(diào)節(jié)pH目的是使溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，過濾除去，加入的試劑X能和酸反應(yīng)提高溶液的pH值，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則試劑X可以為CuO、Cu（OH）₂等，向CuCl₂溶液中加入SO₂，SO₂將CuCl₂還原生成CuCl，自身被氧化生成SO₄^2-，將CuCl₂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到CuCl₂？2H₂O，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥得到純凈的晶體；
（1）分離固體和溶液采用過濾方法；用KSCN溶液或苯酚檢驗(yàn)鐵離子；
（2）氯化銅、氯化鐵水解生成HCl和氫氧化物，為防止氯化銅、氯化鐵水解，應(yīng)該加入稀鹽酸；
X能和氫離子反應(yīng)且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)；J是鐵離子轉(zhuǎn)化的沉淀，為氫氧化鐵；
（3）SO₂與銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-；
（4）①Cu在Cl₂燃燒生成棕黃色煙；
②正極上ClO^-得電子生成Cl^-．

解答 解：粗銅（含雜質(zhì)Fe）與Cl₂反應(yīng)生成FeCl₃和CuCl₂，加稀鹽酸溶解，形成FeCl₃和CuCl₂溶液，且稀鹽酸能抑制FeCl₃、CuCl₂水解，溶液1中加入X調(diào)節(jié)溶液pH，得到溶液乙，經(jīng)過系列操作得到CuCl₂.2H₂O，故溶液2為CuCl₂溶液，則調(diào)節(jié)pH目的是使溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，過濾除去，加入的試劑X能和酸反應(yīng)提高溶液的pH值，且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，則試劑X可以為CuO、Cu（OH）₂等，向CuCl₂溶液中加入SO₂，SO₂將CuCl₂還原生成CuCl，自身被氧化生成SO₄^2-，將CuCl₂溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到CuCl₂？2H₂O，再經(jīng)過過濾、洗滌、干燥得到純凈的晶體；
（1）操作①是分離固體和液體混合物的操作，所以操作①的名稱是過濾，溶液2中若含有雜質(zhì)離子則是Fe³⁺，用KSCN溶液或苯酚檢驗(yàn)，
故答案為：過濾；KSCN溶液或苯酚；
（2）氯化銅、氯化鐵中的金屬離子易水解，直接用水溶液配制溶液會(huì)產(chǎn)生渾濁，所以加入過量的鹽酸來溶解氯化銅、氯化鐵，以抑制氯化銅、氯化鐵水解；用于調(diào)節(jié)pH以除去溶液1雜質(zhì)可加試劑具有與酸反應(yīng)，且不引入Cu²⁺之外的離子，故用CuO或Cu₂（OH）或Cu₂（OH）₂CO₃，調(diào)節(jié)pH目的是使溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，過濾除去，且不能引入新雜質(zhì)，
故答案為：抑制氯化銅、氯化鐵水解；c；
（3）根據(jù)信息可知：在加熱條件下，SO₂與銅離子反應(yīng)生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（4）①Cu與Cl₂反應(yīng)產(chǎn)生大量棕黃色煙（CuCl₂），則反應(yīng)時(shí)盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量棕黃色煙；
故答案為：產(chǎn)生大量棕黃色煙；
②反應(yīng)后，盛有NaOH溶液的廣口瓶中生成NaClO溶液，該溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會(huì)發(fā)生電化腐蝕，ClO^-得電子作正極生成Cl^-，則正極上的電極方程式為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)分離和提純、氧化還原反應(yīng)、離子檢驗(yàn)、原電池原理等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及知識(shí)綜合運(yùn)用能力，明確化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)性質(zhì)及其差異性是解本題關(guān)鍵，注意分析流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及分離提純方法，題目難度中等．