Question

1．氯化銅、氯化亞銅是重要的化工原料，廣泛地用作有機(jī)合成催化劑．
Ⅰ．實(shí)驗(yàn)室中以粗銅（含雜質(zhì)Fe）為原料制備銅的氯化物，現(xiàn)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器及藥品來(lái)制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(yīng)（鐵架臺(tái)、鐵夾、酒精燈等已省略）．請(qǐng)回答：

（1）裝置A中儀器Z的名稱(chēng)為圓底燒瓶．
（2）按氣流方向連接各儀器接口順序?yàn)?br />a→d、e→j、h→f、g→b
（3）簡(jiǎn)述檢驗(yàn)裝置A氣密性的操作：用彈簧夾夾住a處橡皮管并關(guān)閉分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入較多的水，然后打開(kāi)分液漏斗的活塞，使水緩緩流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，說(shuō)明裝置氣密性好（或在a管處接一導(dǎo)管，并將導(dǎo)管末端插入水中，同時(shí)關(guān)閉分液漏斗的活塞，用酒精燈給圓底燒瓶微熱，若導(dǎo)管末端有氣泡冒出，且停止加熱恢復(fù)室溫時(shí)，導(dǎo)管末端形成一段小水柱，說(shuō)明裝置氣密性好）．
（4）D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃．
（5）反應(yīng)后，裝置B中溶液具有漂白、消毒作用，若用鋼鐵（含F(xiàn)e、C）制品盛裝該溶液會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀，溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效．該電化學(xué)腐蝕過(guò)程中正極反應(yīng)式為ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-，．
Ⅱ．將上述實(shí)驗(yàn)制得的固體產(chǎn)物按如圖所示流程操作，請(qǐng)回答：

（1）用稀鹽酸溶解固體的原因?yàn)橐种艭u²⁺、Fe³⁺水解．
（2）已知CuCl難溶于水，由溶液2制CuCl的離子方程式為2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
（3）用下面的方法測(cè)定固體產(chǎn)物中CuCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：取2.00mL溶液2轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，再加入過(guò)量的20%KI溶液，再滴入幾滴淀粉溶液．用0.200mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．反應(yīng)原理為2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-．重復(fù)滴定三次，平均消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，則固體產(chǎn)物中CuCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.1%．

Answer 1

分析 I．實(shí)驗(yàn)室中以粗銅（含雜質(zhì)Fe）為原料制備銅的氯化物，濃鹽酸和高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng)生成氯氣，氯氣中混有氯化氫和水，可用飽和食鹽水除去氯化氫，用濃硫酸干燥，加熱時(shí)硬質(zhì)試管中銅和氯氣反應(yīng)生成氯化銅，用氫氧化鈉溶液吸收氯氣尾氣，防止污染空氣，
（1）儀器A為圓底燒瓶；
（2）KMnO₄與濃鹽酸制取的Cl₂含有HCl和H₂O，用飽和食鹽水除去HCl，用濃硫酸除去H₂O，然后Cl₂與Cu反應(yīng)，最后用NaOH溶液吸收未反應(yīng)的Cl₂，防止污染空氣；
（3）利用止水夾夾住導(dǎo)氣管的橡皮管，從長(zhǎng)頸漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面高度差，一段時(shí)間內(nèi)，液面高度差不變，說(shuō)明氣密性良好；
（4）D中發(fā)生反應(yīng)有：氯氣與Cu反應(yīng)生成氯化銅，與Fe反應(yīng)生成氯化鐵；
（5）裝置B吸收未反應(yīng)的氯氣，反應(yīng)生成NaCl、NaClO，NaClO具有漂白性，鋼鐵制品表面生成紅褐色沉淀、溶液會(huì)失去漂白、殺菌消毒功效，說(shuō)明ClO^-在正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)生產(chǎn)Cl^-，由于為堿性條件，還生成OH^-；
Ⅱ．粗銅（含雜質(zhì)Fe）與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅，加稀鹽酸溶解，形成氯化鐵和氯化銅溶液，再加CuO或氫氧化銅等調(diào)節(jié)pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾得到的固體為氫氧化鐵，溶液2為氯化銅溶液，通入二氧化硫，二氧化硫與銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuCl，氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl₂•2H₂O；
（3）由2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₄^2-+2I^-，可得關(guān)系式2n（ClCl₂）～I(xiàn)₂～2n（S₂O₃^2-），據(jù)此計(jì)算200mL溶液中n（ClCl₂），進(jìn)而計(jì)算ClCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：I．（1）根據(jù)裝置圖可知，裝置A中儀器Z的名稱(chēng)為圓底燒瓶，
故答案為：圓底燒瓶；
（2）儀器連接順序：Cl₂發(fā)生裝置→除去HCl氣體裝置→干燥裝置→制備裝置→多余Cl₂處理裝置，所以各儀器接口順序是：a→d、e→j、h→f、g→b；該實(shí)驗(yàn)中有有毒氣體參加反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)前要檢驗(yàn)裝置的氣密性；
故答案為：d；e；j；h；f；g；b；
（3）檢驗(yàn)裝置A的氣密性的方法是：用彈簧夾夾住a處橡皮管并關(guān)閉分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入較多的水，然后打開(kāi)分液漏斗的活塞，使水緩緩流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，說(shuō)明裝置氣密性好（或在a管處接一導(dǎo)管，并將導(dǎo)管末端插入水中，同時(shí)關(guān)閉分液漏斗的活塞，用酒精燈給圓底燒瓶微熱，若導(dǎo)管末端有氣泡冒出，且停止加熱恢復(fù)室溫時(shí)，導(dǎo)管末端形成一段小水柱，說(shuō)明裝置氣密性好），
故答案為：用彈簧夾夾住a處橡皮管并關(guān)閉分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入較多的水，然后打開(kāi)分液漏斗的活塞，使水緩緩流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，說(shuō)明裝置氣密性好（或在a管處接一導(dǎo)管，并將導(dǎo)管末端插入水中，同時(shí)關(guān)閉分液漏斗的活塞，用酒精燈給圓底燒瓶微熱，若導(dǎo)管末端有氣泡冒出，且停止加熱恢復(fù)室溫時(shí)，導(dǎo)管末端形成一段小水柱，說(shuō)明裝置氣密性好）；
（4）硬質(zhì)試管中發(fā)生反應(yīng)有：氯氣與Cu反應(yīng)生成氯化銅，與Fe反應(yīng)生成氯化鐵，反應(yīng)方程式分別為：Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
故答案為：Cu+Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuCl₂、2Fe+3Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeCl₃；
（5）根據(jù)題意，裝置B中溶液含有次氯酸鈉，有強(qiáng)氧化性，所以鋼鐵（含F(xiàn)e、C）在該溶液中會(huì)被次氯酸根氧化，所以該電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，次氯酸根作氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-；
Ⅱ．（1）固體中主要是氯化鐵和氯化銅，在水溶液中能水解，所以用稀鹽酸溶解固體可以抑制其水解，
故答案為：抑制Cu²⁺、Fe³⁺水解；
（2）根據(jù)信息可知：在加熱條件下，SO₂與銅離子反應(yīng)生成CuCl白色沉淀和SO₄^2-，其反應(yīng)的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（3）由2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₄^2-+2I^-，可得關(guān)系式2n（ClCl₂）～I(xiàn)₂～2n（S₂O₃^2-），故200mL溶液中n（ClCl₂）=n（S₂O₃^2-）=0.02L×0.2mol/L×$\frac{200mL}{2mL}$=0.4mol，則樣品中m（ClCl₂）=0.4mol×135g/mol=54g，則ClCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{54g}{65g}$×100%=83.1%，故答案為：83.1%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案、化學(xué)工藝流程，涉及對(duì)裝置及操作的分析評(píng)價(jià)、氣密性檢驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕、滴定計(jì)算等，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用，難度中等．