Question

氯化銅是一種廣泛用于生產顏料、木材防腐劑等的化工產品。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     。裝置b中發生反應的離子方程式是      。該裝置存在一定的安全隱患，消除該安全隱患的措施是           。

（2）操作Ⅱ中應控制的pH范圍為        ，其目的是            。
已知：

（3）操作Ⅲ的程序依次為     、    、過濾、自然干燥．得到CuCl₂·xH₂O晶體。
（4）若制備的氯化銅晶體經檢驗含有FcCl₂，其原因可能是            ，試提出兩種不同的改進方案：①           ；②             。

Answer 1

（15分）（1）分液漏斗（2分）；MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O（2分）；在C和D之間連接一個防倒吸裝置（2分）；
（2）3.2≤pH＜4.7（2分）；使FeCl₃轉化為Fe(OH)₃沉淀而與CuCl₂溶液分離(或除去CuCl₂溶液中FeCl₃) （2分） （3）蒸發濃縮、冷卻結晶（2分）
（4）與粗銅反應的氯氣不足量（1分）；①通足量的氯氣（1分） ②在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂（1分）

試題分析：（1）根據儀器的結構特點可知，儀器A是分液漏斗；裝置A是制取氯氣的，二氧化錳與濃鹽酸發生反應生成氯化錳、氯氣、水，則b中反應離子方程式為MnO₂+4H⁺+2Cl^-Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；濃鹽酸易揮發，生成的氯氣中含有氯化氫，氯氣和氯化氫都極易被氫氧化鈉溶液吸收，所以需要在C和D之間連接一個防倒吸裝置。
（2）根據鐵離子和銅離子的沉淀pH值可知，要使銅離子留在溶液中，而使鐵離子完全沉淀，需要控制溶液的pH值是3.2≤pH＜4.7。
（3）操作Ⅲ的目的是得到氯化銅晶體，所以正確的操作順序是蒸發濃縮、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檢驗含有FcCl₂，這說明在反應中氯氣是不足的，過量的鐵與鐵離子反應生成了亞鐵離子，所以改進的方法是通足量的氯氣或在操作Ⅱ中加入CuO前先加入足量的H₂O₂或通入Cl₂。