Question

20．氯化銅可用于生產顏料、木材防腐劑等．用粗銅（含雜質Fe）經過系列步驟可制備氯化銅晶體（CuCl₂•2H₂O）．完成下列填空：
（1）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳共熱來制備Cl₂，寫出該反應的離子方程式MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O．
（2）加入試劑將CuCl₂和FeCl₃的混合溶液pH調至4～5，過濾得到純凈的CuCl₂溶液，應加入的試劑是ac （填字母編號）
a．CuO    b．NaOH    c．Cu₂（OH）₂CO₃ d．Cu
（3）CuCl₂溶液通過蒸發、結晶可得到CuCl₂•2H₂O．
①蒸發過程中，加入鹽酸的目的是抑制銅離子的水解，提高產品的產率．
②蒸發過程中，觀察到溶液顏色由藍色變為綠色．
其原理是：
上述反應的化學平衡常數表達式是K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$．
欲使溶液由綠色變成藍色的措施是：a加水稀釋；bAgNO₃溶液．
（4）由CuSO₄溶液蒸發結晶得到CuSO₄•5H₂O的過程中不用加入硫酸，其原因是Cu²⁺易發生水解，加熱促進水解；但硫酸不揮發，且濃度越來越大，從而抑制水解；水不斷蒸發，最終得到晶體（用勒夏特列原理解釋）．

Answer 1

分析 （1）在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣、氯化錳和水；
（2）調節pH時不能消耗銅離子，也不能引入新的雜質；
（3）①銅離子水解顯酸性，加酸抑制水解；
②根據反應方程式書寫，水不能寫入平衡常數表達式；溶液由綠色變成藍色，則平衡逆向移動，根據影響化學平衡移動的因素分析；
（4）CuSO₄在溶液中水解生成難揮發性酸，水解不能完全進行．

解答 解：（1）在加熱條件下濃鹽酸與二氧化錳反應生成氯氣、氯化錳和水，其反應的離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O；
（2）調節pH時不能消耗銅離子，也不能引入新的雜質，加NaOH會引入鈉離子，Cu與氫離子不反應，所以可以選用CuO和Cu₂（OH）₂CO₃ ；
故答案為：ac；
（3）①銅離子水解顯酸性，加酸抑制水解，所以蒸發過程中，要加入鹽酸來抑制氯化銅的水解，從而提高產率；
故答案為：抑制銅離子的水解，提高產品的產率；
②蒸發過程中，觀察到溶液顏色由藍色變為綠色，其原理是：，則反應的平衡常數為K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$；溶液由綠色變成藍色，則平衡逆向移動，加水稀釋，平衡逆向移動，加AgNO₃溶液會消耗氯離子，反應物的濃度減小，平衡逆向移動；
故答案為：K=$\frac{c[CuC{{l}_{4}}^{2-}]}{c[Cu（{H}_{2}O{）_{4}}^{2-}]•{c}^{4}（C{l}^{-}）}$；加水稀釋；AgNO₃溶液；
（4）CuSO₄在溶液中水解生成難揮發性酸硫酸，加熱促進水解，但水解生成的硫酸不揮發，隨著水的減少，硫酸的濃度越來越大，從而抑制了硫酸銅的水解，最終得到晶體；
故答案為：加熱促進水解；但硫酸不揮發，且濃度越來越大，從而抑制水解；水不斷蒸發，最終得到晶體．

點評 本題以銅的化合物的有關知識為背景，考查了元素化合物的性質、氣體的制備原理、除雜質、鹽的水解原理、化學平衡移動等，題目涉及的知識點較多，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，題目難度中等．