Question

7．氯化亞銅常用作有機合成工業中的催化劑，為白色晶體，不溶于乙醇，微溶于水，易溶于濃鹽酸形成絡合離子[CuCl₂]^-．受潮露置空氣中迅速氧化成堿式鹽．實驗室用下列流程制備：
注：①實驗藥品：硫酸銅晶體12.5g、氯化鈉晶體6.0g、水200ml、銅粉3.5g、濃鹽酸10ml．
②Na[CuCl₂]（易電離，溶液無色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓ （白色沉淀）．
請回答：
（1）寫出實驗室制取Na[CuCl₂]的離子方程式Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-．
（2）判斷步驟②反應完全的現象是反應溶液由藍色轉變成無色透明時為止．
（3）步驟④有關抽濾操作，下列說法正確的是AD．
A．選擇抽濾主要是為了加快過濾速度，得到較干燥的沉淀
B．在吸濾瓶和抽氣泵之間應連接一個安全瓶，吸濾瓶應與安全瓶的長導管相接
C．抽濾時不宜過濾膠狀沉淀，否則易在濾紙上形成一層密實的沉淀
D．洗滌沉淀時，應關小水龍頭，使洗滌劑緩緩通過沉淀物
（4）步驟⑤用乙醇的水溶液洗滌的目的是水洗滌除去氯化亞銅表面吸附的雜質，提高產品純度，同時減少產品的溶解，減少損失．
（5）步驟⑥烘干須在真空干燥箱中進行，其原因是氯化亞銅在潮濕的空氣中能迅速氧化生成堿式鹽而變質．
（6）氯化亞銅的定量分析：
①取樣品0.25g和10ml過量的FeCl₃溶液于250ml錐形瓶中，充分溶解．
②用0.10mol•L^-1硫酸鍶鈰標準溶液滴定．
已知：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂；  Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺三次平行試驗結果如下（平行試驗結果相差不能超過1%）：

平行試驗次數	1	2	3
0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積（ml）	24.35	24.05	23.95

則樣品中CuCl的純度為95.5%．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 硫酸銅晶體、NaCl和水加熱攪拌，然后向混合溶液中加入Cu、濃鹽酸，發生的離子反應方程式為Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，微沸得到含有鈉和氯化銅的混合溶液，將上層溶液倒入水中，發生的反應為Na[CuCl₂]（易電離，溶液無色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓，然后抽濾得到固體CuCl和殘液，殘液中含有氯化鈉、硫酸銅，將固體洗滌、烘干得到成品CuCl，
（1）硫酸銅、濃鹽酸和Cu能反應生成Na[CuCl₂]；
（2）銅離子為藍色，Na[CuCl₂]為無色，如果步驟②反應完全，則溶液中不存在銅離子的顏色；
（3）A．顆粒太小的沉淀易在濾紙上形成一層密實的沉淀，溶液不易透過；
B．在吸濾瓶和抽氣泵之間應連接一個安全瓶，吸濾瓶應與安全瓶的短導管相接；
C．膠狀沉淀易透過濾紙；
D．在洗滌沉淀時，應關小水龍頭，使洗滌劑緩緩通過沉淀物，防止沉淀溶解而造成損失；
（4）CuCl不溶于乙醇而微溶于水；
（5）氯化亞銅受潮露置空氣中迅速氧化成堿式鹽；
（6）因為第一次消耗體積與第二次和第三次相差較大，舍去，消耗硫酸鈰溶液的平均體積=$\frac{24.05+23.95}{2}$mL=24.00mL，
n（Ce⁴⁺）=0.10mol/L×0.024L=0.0024mol，根據Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺、CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂得
n（CuCl）=n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺）=0.0024mol，
則m（CuCl）=0.0024mol×99.5g/mol=0.2388g，
樣品中CuCl的純度=$\frac{0.2388g}{0.25g}×100%$．

解答 解：硫酸銅晶體、NaCl和水加熱攪拌，然后向混合溶液中加入Cu、濃鹽酸，發生的離子反應方程式為 Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，微沸得到含有鈉和氯化銅的混合溶液，將上層溶液倒入水中，發生的反應為Na[CuCl₂]（易電離，溶液無色）$\frac{\underline{\;水\;}}{\;}$NaCl+CuCl↓，然后抽濾得到固體CuCl和殘液，殘液中含有氯化鈉、硫酸銅，將固體洗滌、烘干得到成品CuCl，
（1）硫酸銅、濃鹽酸和Cu能反應生成Na[CuCl₂]，離子反應方程式為Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-，
故答案為：Cu²⁺+4Cl^-+Cu=2[CuCl₂]^-；
（2）銅離子為藍色，Na[CuCl₂]為無色，如果步驟②反應完全，則溶液中不存在銅離子的顏色，所以判斷反應完全的現象為反應溶液由藍色轉變成無色透明時為止，
故答案為：反應溶液由藍色轉變成無色透明時為止；
（3）A．顆粒太小的沉淀易在濾紙上形成一層密實的沉淀，溶液不易透過，則選擇抽濾主要是為了加快過濾速度，得到較干燥的沉淀，故A正確；
B．在吸濾瓶和抽氣泵之間應連接一個安全瓶，吸濾瓶應與安全瓶的短導管相接，否則易使水進入安全瓶，故B錯誤；
C．膠狀沉淀易透過濾紙而不易采用抽濾方法，故C錯誤；
D．在洗滌沉淀時，應關小水龍頭，使洗滌劑緩緩通過沉淀物，防止沉淀溶解而造成損失，故D正確；
故選AD；
（4）CuCl不溶于乙醇而微溶于水，水洗滌除去氯化亞銅表面吸附的雜質，提高產品純度，同時減少產品的溶解，減少損失，所以用乙醇的水溶液洗滌，
故答案為：水洗滌除去氯化亞銅表面吸附的雜質，提高產品純度，同時減少產品的溶解，減少損失；
（5）氯化亞銅受潮露置空氣中迅速氧化成堿式鹽，為防止被氧化，步驟⑥烘干須在真空干燥箱中進，
故答案為：氯化亞銅在潮濕的空氣中能迅速氧化生成堿式鹽而變質；
（6）因為第一次消耗體積與第二次和第三次相差較大，舍去，消耗硫酸鈰溶液的平均體積=$\frac{24.05+23.95}{2}$mL=24.00mL，
n（Ce⁴⁺）=0.10mol/L×0.024L=0.0024mol，根據Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺、CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂得
n（CuCl）=n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺）=0.0024mol，
則m（CuCl）=0.0024mol×99.5g/mol=0.2388g，
樣品中CuCl的純度=$\frac{0.2388g}{0.25g}×100%$=95.5%，
故答案為：95.5%．

點評 本題考查物質制備，為高頻考點，側重考查學生閱讀能力、獲取信息解答問題能力及知識綜合應用能力，明確題干信息、物質性質、實驗基本操作等知識點是解本題關鍵，抽濾在高中化學必修中不涉及，學生對此知識點較陌生，導致回答較困難，注意（6）題第一次消耗溶液體積應該舍棄，為易錯點．