Question

10．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛用作有机合成的催化剂．
Ⅰ．实验室使用如图所示装置，利用还原铜粉和氯气来制备氯化铜．
（1）石棉绒的作用是增大铜粉与氯气的接触面积．
（2）装置B中的试剂是NaOH溶液．
（3）若实验测得CuCl₂质量分数为90%，则其中可能含有的杂质是Cu或CuCl（一种即可）．
Ⅱ．另取纯净CuCl₂固体用于制备CuCl．

（4）操作①中加入盐酸的目的主要是Cu²⁺+2H₂OCu（OH）₂+2H⁺，加酸抑制Cu²⁺的水解（结合离子方程式回答）．
（5）操作②中反应的离子方程式为SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O=SO₄^2-+2CuCl↓+4H⁺．
（6）若上述操作①中用10mol/L盐酸代替0.2mol/L盐酸，通入SO₂后，无白色沉淀产生．对此现象有如下两种猜想：
猜想一：c（H⁺）过大导致白色沉淀溶解．
  为验证此猜想，取75gCuCl₂固体、100mL0.2mol/L盐酸及50 mL9.8mol/LH₂SO₄配制200mL溶液，再进行操作②，观察是否有白色沉淀．
猜想二：c（Cl^-）过大导致白色沉淀溶解．
[资料显示：存在平衡2Cl^-（aq）+CuCl（s）?CuCl₃^2-（aq）]
请设计实验说明该猜想是否成立：取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立．

Answer 1

分析 I．（1）石棉绒的作用是增大铜粉与氯气反应的接触面积；
（2）氯气有毒，所以B装置是吸收尾气；
（3）若实验测得CuCl₂质量分数为90.0%，可能含有的杂质是氯化亚铜或单质铜；
Ⅱ．（4）溶解时加入HCl溶液的目抑制氯化铜的水解；
（5）操作②为向含有铜离子、氯离子的溶液中通入二氧化硫气体，反应为SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O=SO₄^2-+2CuCl↓+4H⁺；
（6）根据氢原子守恒分析解答；取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立．

解答 解：I．（1）石棉绒的作用是增大铜粉与氯气反应的接触面积，
故答案为：增大铜粉与氯气的接触面积；
（2）氯气有毒，所以B装置是吸收尾气，而氯气用氢氧化钠吸收，
故答案为：NaOH溶液；
（3）若实验测得CuCl₂质量分数为90.0%，可能含有的杂质是氯化亚铜或单质铜中的一种或两种，故答案为：Cu或CuCl；
Ⅱ．（4）因为氯化铜是强酸弱碱盐，溶液中存在Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，所以溶解时加入HCl溶液，抑制氯化铜的水解，
故答案为：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加酸抑制Cu²⁺的水解；
（5）操作②为向含有铜离子、氯离子的溶液中通入二氧化硫气体，反应为SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O=SO₄^2-+2CuCl↓+4H⁺，
故答案为：SO₂+2Cu²⁺+2Cl^-+2H₂O=SO₄^2-+2CuCl↓+4H⁺；
（6）设9.8mol/LH₂SO₄的体积为VmL，则0.2×0.1+V×9.8×2=10×0.1，解之得V=50ml，体系中存在平衡2Cl^- （aq）+CuCl（s）?CuCl₃^2- （aq），是氯离子的浓度过大平衡正向移动，可以取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立，
故答案为：50；取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立．

点评 本题考查了铜及化合物的主要性质，涉及盐的水解平衡的应用，尾气处理以及反应方程式的书写等，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．