分析 粗铜(含杂质Fe)与氯气反应生成氯化铁和氯化铜,加稀盐酸溶解,形成氯化铁和氯化铜溶液,同时抑制氯化铜、氯化铁水解,溶液1中加入X调节溶液pH,得到溶液乙,经过系列操作得到CuCl2•2H2O,故溶液2为CuCl2溶液,则调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去,试剂X可以为CuO、氢氧化铜等,结合题目信息可知,氯化铜溶液,加少量盐酸,抑制氯化铜水解,再蒸发浓缩、冷却结晶得到CuCl2•2H2O,再经过过滤、洗涤、干燥得到纯净的晶体.
(1)铜在氯气中燃烧产生棕色氯化铜烟;
(2)氯化铜、氯化铁在溶液中会发生水解,铜盐水解生成氢氧化铜,保持溶液呈强酸性,避免铜离子水解损失,调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe(OH)3沉淀;
(3)铜离子是氧化剂,SO2是还原剂,生成CuCl和SO42-;
(4)氢氧化钠溶液吸收氯气,生成有次氯酸钠,生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀,碳等杂质为正极,铁为负极,正极发生还原反应,负极发生氧化反应,红褐色沉淀为氢氧化铁,正极上ClO-得电子生成Cl-;
(5)Cu2+在阴极上得电子,铜元素的化合价可以降至+1价、0价,部分CuCl析出是Cu2+得到电子生成CuCl,结合电荷守恒配平书写电极反应.
解答 解:(1)铜在氯气中燃烧生成固体氯化铜,观察到棕黄色的烟,反应为:Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2,
故答案为:试管内有棕色烟产生;Cu+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CuCl2;
(2)氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解,直接用水溶液配制溶液会产生浑浊,所以加入过量的盐酸来溶解氯化铜、氯化铁,以抑制氯化铜、氯化铁水解;用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应,且不引入Cu2+之外的离子,故用CuO或Cu2(OH)或Cu2(OH)2CO3,调节pH目的是使溶液中铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去,且不能引入新杂质,
故答案为:避免Cu2+水解;c;
(3)根据信息可知:在加热条件下,SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-,其反应的离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-,
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+;
(4)氢氧化钠溶液吸收氯气,生成有次氯酸钠,生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀,碳等杂质为正极,铁为负极.负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,Fe2++2OH-=Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,红褐色沉淀为氢氧化铁,
故答案为:Fe(OH)3;ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
(5)以石墨为电极,电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出,阴极上是得到电子发生还原反应,Cu2+得到电子生成CuCl,电极反应为:Cu2++e-+Cl-=CuCl,
故答案为:Cu2++e-+Cl-=CuCl.
点评 本题以实验室制备氯化铜为背景,考查了物质的制备实验操作、离子检验、除杂质、离子方程式的书写、原电池原理的应用等,题目涉及的知识点较多,侧重于基础知识的综合应用的考查,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
操作 | 反应或现象 | 结论 |
取少量除尽Cu2+后的溶液于试管中,加入①溶液,振荡 | 显性② | 存在Fe3+ |
取少量除尽Cu2+后的溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,振荡 | 离子方程式③ | 存在Fe2+ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 亚硝酸钠是常用的防腐剂 | |
B. | 婴儿食品可添加着色剂,以增加婴儿对食物的兴趣 | |
C. | 食用盐既可以做防腐剂,又可以做调味剂 | |
D. | 药物可以帮助我们战胜疾病,但我们仍需合理用药 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
推测 | 操作和现象 | 结论 |
杂质中的正盐成分可能有: Na2S Na2CO3 Na2SO3 Na2SO4 | ①取Wg产品配成稀溶液; ②向溶液中滴加过量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,得沉淀和滤液; ③向沉淀中加入过量盐酸,沉淀完全溶解,并有刺激性气味的气体产生. ④向滤液滴加2滴淀粉溶液,再逐滴加0.100 0mol•L-1碘的标准溶液,至溶液呈紫色不再褪去,消耗碘的标准溶液体积为18.10mL. | 产品杂质中: 一定含有Na2SO3, 可能含有Na2S、Na2CO3, 一定不含有Na2SO4. 操作④发生的反应是: 2S2O${\;}_{3}^{2-}$+I2═S4O${\;}_{6}^{2-}$+2I- 产品纯度:$\frac{9}{w}$×100%. |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | ④⑤①②③ | B. | ④⑤①③② | C. | ⑤①③②④ | D. | ④③①⑤② |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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