Question

【题目】铜及其化合物在工农业生产有着重要的用途，氯化铜、氯化业铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。

【查阅资料】(i)氯化铜：从水溶液中结晶时，在15℃以下得到四水物，在15-25.7℃得到三水物，在26~42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100得到无水物。

(ii)

(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氧气并与铜反应(铁架台，铁夹略)制备氯化铜。

①按气流方向连接各仪器接口顺序是:

a→_____、_____→_____、_____→_____、_____→_____。

②本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先_____后_______

(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，写出该反应的化学方程式：_____________________。

(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl22H2O，进行如下操作：

①首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加试剂X用于调节pH，过滤，除去杂质，X可选用下列试剂中的(填序号)

a.NaOH b.NH3H2O C.CuO d.CuSO4

②要获得纯净CuCl22H2O晶体的系列操作步骤为：向①所得滤液中加少量盐酸，蒸发浓缩、_____、_____、洗涤、干燥。

(4)用CuCl22H2O为原料制备CuCl时，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，若杂质是CuCl2，则产生的原因是______________。

(5)设计简单的实验验证0.1mol/L的CuCl2溶液中的Cu2+对H2O2的分解具有催化作用:_____。

Answer 1

【答案】 d e h i f g b AD 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 c 冷却到26-42℃结晶(只答冷却结晶不得分) 过滤 加热温度低(加热时间不够) 取两支试管加入等体积等浓度的过氧化氢溶液一支加入几滴0.1mol/L的CuCl2溶液另一支加入几滴0.2mol/L的NaCl溶液滴加氧化铜溶液的试管产生的气泡速率快(其它合理答案也可)

【解析】试题分析：本题考查Cl2的实验室制备、装置的连接、物质的除杂、基本实验操作、实验方案的设计。

（1）①用装置A制备Cl2，制得的Cl2中混有HCl、H2O（g），所以将气体先通过盛饱和食盐水的装置C除去HCl，再通过盛浓H2SO4的装置E干燥Cl2，用纯净、干燥的Cl2与Cu反应制备CuCl2；由于Cl2会污染大气，最后用盛放NaOH溶液的装置B吸收尾气；同时注意洗气时导气管应长进短出；按气流方向连接各仪器接口顺序是：a→d、e→h、i→f、g→b。

②实验室用MnO2和浓盐酸加热制Cl2，Cu与Cl2加热反应制备CuCl2，则装置A和装置D需要加热；为了防止Cu与空气中的O2反应生成CuO，所以实验时必须先加热装置A产生Cl2，用生成的Cl2赶尽装置中的空气后再加热装置D。

（2）Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2。

（3）①向（2）所得溶液中加入H2O2溶液将Fe2+氧化成Fe3+，加入试剂X调节pH除去Fe3+。a项，加入NaOH可调节pH除去Fe3+，但引进新杂质Na+；b项，加入NH3·H2O可调节pH除去Fe3+，但引进新杂质NH4+；c项，加入CuO可调节pH除去Fe3+，且不引入新杂质；d项，加入CuSO4不能除去Fe3+；答案选c。

②根据题给资料（i）要获得CuCl2·2H2O需控制温度在26~42℃，所以要获得纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为：向①所得滤液中加少量盐酸，蒸发浓缩、冷却到26~42℃结晶、过滤、洗涤、干燥。

（4）根据资料（ii），CuCl2·2H2O在HCl气流中加热到140℃失去结晶水生成CuCl2，继续加热到温度300℃时生成CuCl和Cl2，若发现CuCl中含有杂质CuCl2，产生的原因是：加热温度低（或加热时间不够）。

（5）要证明0.1mol/LCuCl2溶液中的Cu2+对H2O2的分解具有催化作用采用控制变量法，控制H2O2等浓度、等体积，两溶液中Cl-浓度相同；设计的简单实验为：取两支试管，加入等体积、等浓度的H2O2溶液，一支加入几滴0.1mol/L的CuCl2溶液，另一支加入几滴0.2mol/L的NaCl溶液，滴加CuCl2溶液的试管产生气泡速率快，说明Cu2+对H2O2的分解具有催化作用。