Question

【題目】Ⅰ．CuCl廣泛應用于化工和印染等行業。某研究性學習小組擬熱分解CuCl·2H2O制備CuCl，并進行相關探究。

【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。

請回答下列問題：

（1）儀器X的名稱是 ；

（2）實驗操作的先后順序是 →e(填操作的編號)。

a．檢查裝置的氣密性后加入藥品

b．熄滅酒精燈，冷卻

c．在“氣體入口”處通入干燥HCl

d．點燃酒精燈，加熱

e．停止通入HCl，然后通入N2

（3）在實驗過程中，觀察到B中物質由白色變為藍色，C中試紙的顏色變化是 。

【探究反思】

（4）反應結束后，取出CuCl產品進行實驗，發現其中含有少量的CuCl2或CuO雜質，根據資料信息分析：

①若雜質是CuCl2，則產生的原因是 。

②若雜質是CuO，則產生的原因是 。

Ⅱ．某試液中只可能含有下列K＋、NH4＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO42－、CO32－、AlO2－ 中的若干種離子，離子濃度均為0.1 mol·L－1。某同學進行了如下實驗：

（1）根據實驗現象判斷，濾液X中大量存在的陽離子有 ；

（2）沉淀A的化學式 ；沉淀B的化學式 ；

（3）沉淀C的成分 (填“能”或“不能”)確定。若能確定，寫出化學式 ；若不能，說明理由 。

（4）該溶液中一定存在的離子是 ；一定不存在的離子是 。

Answer 1

【答案】Ⅰ（1）球形干燥管(1分)

（2）c、d、b

（3）試紙先變紅后逐漸褪色

（4）①加熱溫度不夠，導致CuCl2未完全分解

②在氯化氫氛圍不足時加熱，少量的CuCl2·2H2O轉化為Cu2(OH)2Cl2最后分解生成CuO

Ⅱ（1）NH4＋、Fe3＋和Ba2＋ （2）BaSO4 Fe(OH)3

（3）能(1分) BaCO3 (1分)

（4）NH4＋、Fe2＋、Cl－、SO42－ Al3＋、K+、AlO2- 、CO32-

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）由圖及常見的儀器可知，儀器X的名稱為球形干燥管；

（2）實驗中有氣體生成，先檢驗裝置的氣密性，且熱分解CuCl22H2O制備CuCl，防止CuCl被氧化和Cu+水解所以必須要先趕走裝置中的氧氣和水蒸氣后才加熱，且要在HCl氣流中加熱制備，反應結束后先熄滅酒精燈，應該要繼續通入氮氣直至裝置冷切，所以操作順序為：a-c-d-b-e；

（3）B中有白色變為藍色，說明有水生成，產物中還有Cl2，所以C中石蕊試紙先逐漸變為紅色，后褪色；

（4）①由2CuCl22CuCl+Cl2↑，雜質是CuCl2說明CuCl2沒有反應完全，分解溫度不高，故答 案為加熱時間不足或溫度偏低；

②雜質是氧化銅，說明CuCl被氧氣氧化才產生了CuO，說明裝置中有氧氣，可能是沒有在HCl的氛 圍 中加熱或者未等試管冷卻就停止通入HCl氣體。

Ⅱ．加入過量稀硫酸無明顯變化，說明無碳酸根離子，無Ba2+，無AlO2-；加入硝酸鋇有氣體，因為前面已經加入了硫酸，硝酸根離子在酸性條件下具有強氧化性，說明有亞鐵離子存在且被氧化，沉淀為硫酸鋇；加入NaOH有氣體，說明存在銨根離子，氣體氨氣，沉淀B為紅褐色氫氧化鐵沉淀；通入少量CO2產生沉淀，先與OH-、Ba2+反應，沉淀C為碳酸鋇，不能說明存在Al3+；因為存在的離子濃度均為0.1molL-1，從電荷的角度出發，只能含有NH4+、Fe2+、Cl-、SO42-才能保證電荷守恒，K+必然不能存在；

（1）濾液X中大量存在的陽離子有NH4＋、Fe3＋和Ba2＋；

（2）沉淀A的化學式BaSO4；沉淀B的化學式Fe(OH)3；

（3）沉淀C的成分能確定，為BaCO3。

（4）該溶液中一定存在的離子是NH4＋、Fe2＋、Cl－、SO42－；一定不存在的離子是Al3＋、K+、AlO2- 、CO32-。