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Fe)按如圖1所示流程制備氯化銅晶體(CuCl2?2H20).

(1)實驗室采用如圖2所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應轉化為固體1(部分儀器和夾持裝置已略去).
①裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

②有同學認為應在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝胃,你認為是否必要
(填“是”或“否”).
(2)試劑X用以除去雜質,X可選用下列試劑中的
cd
cd
(填序號).
a. NaOH   b.NH3?H2O  c.CuO  d.Cu2(OH)2CO3  e.CuSO4
(3)在溶液2轉化為CuCl2?2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色出藍色變?yōu)榫G色.小組同學欲探究其原因.
己知:在氯化銅溶液中有如下轉化關系:
Cu(H2O)42+(aq)(藍色)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)(黃色)+4H2O(l)
①上述反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
.若增大氯離子濃度,K值(填“增大”、“減小”或“不變”)
不變
不變

②取氯化銅晶體配制成藍綠色溶液Y,進行如下實驗,其中能證明CuCl2溶液中有上述轉化關系的是(填序號)
abc
abc

a.將Y稀釋,發(fā)現(xiàn)溶液呈藍色
b.在Y中加入NaCl固體,溶液變?yōu)榫G色
c.取Y進行電解,溶液顏色最終消失
(4)如圖3所示,用石墨電極電解CuCl2溶液,小組同學發(fā)現(xiàn)陰極碳棒上有紅色和白色兩種顏色的固體析出.有關文獻資料表明,在銅和銅的化合物中Cu為紫紅色,Cu2O為紅色,CuCl為白色,它們都不溶于水.
①小組同學將陰極碳棒洗滌干凈并干燥后,放入玻璃管中,按如圖4所示連接裝置.排凈裝置中的空氣后,充分加熱,并將一張濕潤的藍色石蕊試紙置于裝置末端的導管口附近.實驗中發(fā)現(xiàn),碳棒上的白色物質消失,紅色物質依然存在;無色硫酸銅不變色,藍色石蕊試紙變?yōu)榧t色.根據(jù)上述現(xiàn)象,玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl
2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl

②電解CuCl2溶液時,陰極發(fā)生反應的電極方程式為
Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl
Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl
分析:(1)①裝置B中制取氯氣,二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣、水.
②HCl對反應沒有影響.
(2)由工藝流程可知,加入試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質,主要將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀,不能引入新雜質.
(3)①生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值為平衡常數(shù),注意水量的改變對水的濃度變化影響極小,所以水的濃度是一個常數(shù),此常數(shù)可歸并到平衡常數(shù)中去;平衡常數(shù)只受溫度影響,與離子濃度無關.
②根據(jù)平衡移動原理分析.
(4)①根據(jù)實驗現(xiàn)象:白色物質消失,紅色物質依然存在;無色硫酸銅不變色,藍色石蕊試紙變?yōu)榧t色,說明CuCl被氫氣還原為Cu,同時生成酸性氣體;
②由題意可知在陰極上Cu2+得電子生成Cu和CuCl.
解答:解:(1)①裝置B中制取氯氣,二氧化錳與濃鹽酸發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣、水,反應離子方程式為MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
  Mn2++Cl2↑+2H2O.
故答案為:MnO2+4H++2Cl-  
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O.
②HCl對反應沒有影響,不需要在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置.
故答案為:否.
(2)由工藝流程可知,加入試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質,且不能引入新雜質.
a.NaOH引入雜質鈉離子,故a錯誤;
b.NH3?H2O 引入銨根離子,故b錯誤;
c.CuO可以調節(jié)PH值,除去雜質,過量的CuO過濾除去,不引入雜質,故c正確;
d.Cu2(OH)2CO3 可以調節(jié)PH值,除去雜質,過量的Cu2(OH)2CO3 過濾除去,不引入雜質,故d正確;
e.CuSO4不能調節(jié)PH值,引入硫酸根離子,故e錯誤;
故選:cd.
(3)①Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)  CuCl42-(aq)+4H2O(l)的平衡常數(shù)為k=
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)

平衡常數(shù)只受溫度影響,與離子濃度無關,增大氯離子濃度,K值不變.
故答案為:
c(CuCl 42-  )
c[Cu(H2O) 42- ]?c4(Cl-)
;不變.
②a.將Y稀釋,平衡向作反應移動,溶液呈藍色,可以能夠證明CuCl2溶液中轉化關系,故a正確;
b.在Y中加入CuCl2晶體,溶液中Cu(H2O)42+濃度增大,平衡向右移動,溶液變?yōu)榫G色,可以能夠證明CuCl2溶液中轉化關系,故b正確;
c.在Y中加入NaCl固體,溶液中氯離子濃度增大,平衡向右移動,溶液變?yōu)榫G色,可以能夠證明CuCl2溶液中轉化關系,故c正確;
d.取Y進行電解,銅離子放電,溶液顏色最終消失,不能可以能夠證明CuCl2溶液中轉化關系,故d錯誤.
故選:abc.
(4)①根據(jù)實驗現(xiàn)象:白色物質消失,紅色物質依然存在;無色硫酸銅不變色,藍色石蕊試紙變?yōu)榧t色,說明CuCl被氫氣還原為Cu,同時生成酸性氣體,其反應方程為:2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl;故答案為:2CuCl+H2
  △  
.
 
2Cu+2HCl;
②由題意可知在陰極上Cu2+得電子生成Cu和CuCl,所以陰極上電極反應方程為:Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl;故答案為:Cu2++2e-=Cu;Cu2++Cl-+e-=CuCl.
點評:本題考查學生對工藝流程理解、實驗裝置的理解、平衡移動、平衡常數(shù),物質分離提純,電解原理等,難度中等.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2013?德州二模)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Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2?xH2O).

(1)實驗室采用如圖所示裝置,可使粗銅與Cl2反應轉化為固體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
分液漏斗
分液漏斗
.裝置b中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
.該裝置存在一定的安全隱患,消除該安全隱患的措施是
間連接一個防止倒吸的裝置;
間連接一個防止倒吸的裝置;


(2)操作Ⅱ中應控制的pH范圍為
3.2≤PH<4.7
3.2≤PH<4.7
,其目的是
使氯化鐵轉化為氫氧化鐵沉淀從而與氯化銅分離(或者除去氯化銅溶液中的氯化鐵)
使氯化鐵轉化為氫氧化鐵沉淀從而與氯化銅分離(或者除去氯化銅溶液中的氯化鐵)

已知:
氫氧化物開始沉淀時的pH 氫氧化物完全沉淀時的pH
Cu2+
Fe2+
Fe3+
4.7
4.0
1.9
6.7
9.0
3.2
(3)操作Ⅲ的程序依次為
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮
、
冷卻結晶
冷卻結晶
、過濾、自然干燥.得到CuCl2?xH2O晶體.
(4)若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗含有FcCl2,其原因可能是
與粗銅反應的氯氣不足量
與粗銅反應的氯氣不足量
,試提出兩種不同的改進方案:①
通入足量的氯氣
通入足量的氯氣
;②
在操作Ⅱ加入氧化銅前先加入足量的雙氧水或者通入氯氣
在操作Ⅱ加入氧化銅前先加入足量的雙氧水或者通入氯氣

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2012?太原一模)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Fe)按下述流程制備氯化銅晶體
(CuCl2?2H2O).

(1)實驗室采用如圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應轉化為固體1(部分儀器和夾持裝置已略去).

①儀器A的名稱是
分液漏斗
分液漏斗

②裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

③有同學認為應在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置,你認為是否必要(填“是”或“否”)

(2)試劑X用于調節(jié)pH以除去雜質,X可選用下列試劑中的(填序號)
cd
cd

a.NaOH   b.NH3?H2O   c.CuO   d.Cu2(OH)2CO3   e.CuSO4
(3)在溶液2轉化為CuCl2?2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)榫G色.小組同學欲探究其原因.
已知:在氯化銅溶液中有如下轉化關系:Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)     CuCl42-(aq)+4H2O(l)
                                         藍色                                    黃色
①上述反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=
c(Cu
Cl
2-
4
)
c[Cu
(H2O)
2+
4
]?c4(Cl-)
c(Cu
Cl
2-
4
)
c[Cu
(H2O)
2+
4
]?c4(Cl-)
.若增大氯離子濃度,K值(填“增大”、“減小”或“不變”)
不變
不變

②取氯化銅晶體配制成藍綠色溶液Y,進行如下實驗,其中能夠證明CuCl2溶液中有上述轉化關系的是(填序號)
abc
abc

a.將Y稀釋,發(fā)現(xiàn)溶液呈藍色
b.在Y中加入CuCl2晶體,溶液變?yōu)榫G色
c.在Y中加入NaCl固體,溶液變?yōu)榫G色
d.取Y進行電解,溶液顏色最終消失.

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2013?黃山一模)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Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2?2H2O).

(1)實驗室采用如圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應轉化為固體1(加熱儀器和夾持裝置已略去).

①儀器A的名稱是
分液漏斗
分液漏斗

②裝置B中發(fā)生反應的離子方程式是
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

③如果濃鹽酸不能順利滴下,可能的原因是
沒有打開分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽與漏斗口側面的小孔沒有對齊.
沒有打開分液漏斗活塞,或玻璃塞上凹槽與漏斗口側面的小孔沒有對齊.

④裝置Ⅳ中盛裝的試劑是
NaOH溶液
NaOH溶液
,其作用是
吸收多余的氯氣
吸收多余的氯氣

(2)在CuCl2溶液轉化為CuCl2?2H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)辄S綠色.小組同學欲探究其原因.
已知:在氯化銅溶液中有如下轉化關系:
Cu(H2O)42+(aq)+4Cl-(aq)?CuCl42-(aq)+4H2O(l)
藍色           黃色
①上述反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)
c(CuCl 42- )
c[Cu(H2O) 42+  ]?c4(Cl-)

②現(xiàn)欲使溶液由黃色變成藍色,請寫出兩種可采用的方法
a.
加水稀釋
加水稀釋
 b.
加硝酸銀溶液
加硝酸銀溶液

(3)由CuCl2溶液得到CuCl2?2H2O的過程中要加入鹽酸的目的是
防止Cu2+水解
防止Cu2+水解

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科目:高中化學 來源: 題型:

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Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl2?2H2O).
精英家教網(wǎng)
(1)為了完成步驟Ⅰ,可采用如下圖所示的裝置將粗銅轉化為固體a.
精英家教網(wǎng)
在該實驗中,加熱A、C裝置中的酒精燈時,應該先點燃
 
裝置的酒精燈,D裝置的作用是
 
,C裝S中生成的產(chǎn)物是
 

(2)步驟Ⅱ中的操作是:將步驟Ⅰ中的固體加入到容器中,然后加入
 
,固體完全溶解.
(3)步驟Ⅲ中加入的試劑是H2O2,其目的是提高最終制備的氯化銅晶體的純度,試寫出有關反應的離子方程式:
 

(4)步驟Ⅳ中應先加入某試劑,然后過濾得到濾液.為了調節(jié)溶液的pH只使Fe3+完全沉淀,加入的試劑是CuO粉末而不用氨水或NaOH溶液,其理由是
 

(5)步驟V中,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到CuCl2?2H2O晶體.現(xiàn)欲得到無水CuCl2,在實驗室也可以采用上述裝置完成CuCl2?2H2O脫水得到無水CuCl2,則A裝置中的兩種化學試劑是
 

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