Question

Ⅰ．CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl·2H₂O制备CuCl，并进行相关探究。

【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。

请回答下列问题：

（1）仪器X的名称是              ；

（2）实验操作的先后顺序是               →e(填操作的编号)。

a．检查装置的气密性后加入药品

b．熄灭酒精灯，冷却

c．在“气体入口”处通入干燥HCl

d．点燃酒精灯，加热

e．停止通入HCl，然后通入N₂

（3）在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是          。

【探究反思】

（4）反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl₂或CuO杂质，根据资料信息分析：

①若杂质是CuCl₂，则产生的原因是              。

②若杂质是CuO，则产生的原因是                。

Ⅱ．某试液中只可能含有下列K^＋、NH₄^＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、AlO₂^－ 中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L^－1。某同学进行了如下实验：

（1）根据实验现象判断，滤液X中大量存在的阳离子有             ；

（2）沉淀A的化学式          ；沉淀B的化学式          ；

（3）沉淀C的成分       (填“能”或“不能”)确定。若能确定，写出化学式             ；若不能，说明理由             。

（4）该溶液中一定存在的离子是              ；一定不存在的离子是                。

Answer

Ⅰ（1）球形干燥管(1分)

（2）c、d、b

（3）试纸先变红后逐渐褪色

（4）①加热温度不够，导致CuCl2未完全分解

②在氯化氢氛围不足时加热，少量的CuCl2·2H2O转化为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】

试题分析：Ⅰ．（1）由图及常见的仪器可知，仪器X的名称为球形干燥管；

（2）实验中有气体生成，先检验装置的气密性，且热分解CuCl2•2H2O制备CuCl，防止CuCl被氧化和Cu+水解所以必须要先赶走装置中的氧气和水蒸气后才加热，且要在HCl气流中加热制备，反应结束后先熄灭酒精灯，应该要继续通入氮气直至装置冷切，所以操作顺序为：a-c-d-b-e；

（3）B中有白色变为蓝色，说明有水生成，产物中还有Cl2，所以C中石蕊试纸先逐渐变为红色，后褪色；

（4）①由2CuCl22CuCl+Cl2↑，杂质是CuCl2说明CuCl2没有反应完全，分解温度不高，故答 案为加热时间不足或温度偏低；

②杂质是氧化铜，说明CuCl被氧气氧化才产生了CuO，说明装置中有氧气，可能是没有在HCl的氛 围 中加热或者未等试管冷却就停止通入HCl气体。

Ⅱ．加入过量稀硫酸无明显变化，说明无碳酸根离子，无Ba2+，无AlO2-；加入硝酸钡有气体，因为前面已经加入了硫酸，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，说明有亚铁离子存在且被氧化，沉淀为硫酸钡；加入NaOH有气体，说明存在铵根离子，气体氨气，沉淀B为红褐色氢氧化铁沉淀；通入少量CO2产生沉淀，先与OH-、Ba2+反应，沉淀C为碳酸钡，不能说明存在Al3+；因为存在的离子浓度均为0.1mol•L-1，从电荷的角度出发，只能含有NH4+、Fe2+、Cl-、SO42-才能保证电荷守恒，K+必然不能存在；

（1）滤液X中大量存在的阳离子有NH4＋、Fe3＋和Ba2＋；

（2）沉淀A的化学式BaSO4；沉淀B的化学式Fe(OH)3；

（3）沉淀C的成分能确定，为BaCO3。

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

【考点定位】考查物质的制备实验及常见离子的性质检验。

【名师点晴】把握制备实验原理、实验装置的作用、元素化合物知识为解答的关键，热分解CuCl2•2H2O制备CuCl，为抑制水解，气体入口通入HCl气体，然后加热A处试管，X为球形干燥管，X中无水硫酸铜变蓝，可知CuCl2•2H2O分解生成水，且C处试纸先变红后褪色，可知发生2CuCl22CuCl+Cl2↑，D中NaOH溶液吸收尾气；取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，混有CuCl2与温度不够或加热时间不足有关，混有CuO与没有在HCl的氛围中加热或者未等试管冷却就停止通入HCl气体有关，以此来解答。