Question

某研究性学习小组拟探究热CuCl₂·2H₂O的热稳定性，进行如下操作：

上述所列物质都是纯净物，请回答：

(1)气流C的结构式______，白色固体的化学式________。

(2)已知Y的摩尔质量为233 g·mol^-1，完成CuCl₂·2H₂O缓慢加热分解的化学方程式__________。

Answer

H-Cl CuCl 2(CuCl2·2H2O)Cu2(OH)2Cl2+2HCl↑+2H2O

【解析】

(1)气流C是保护气，用以抑制盐的水解，通常为该盐对应的酸；白色固体为无水盐分解产物；

(2)在无保护气条件下，盐受热水解，可能得到碱式盐，可能水解产生相应的碱，根据物质的摩尔质量确定Y的组成，Y加热得到黑色固体是CuO，根据Y的成分可确定其分解反应方程式。

(1) CuCl2是强酸弱碱盐，由于产生该盐的酸为挥发性的HCl，所以给盐的结晶水合物CuCl2·2H2O加热时，为抑制其水解，要在HCl气流中进行，所以C是HCl，目的是作保护气，抑制加热过程CuCl2可能的水解。该物质是共价化合物，H原子、Cl原子之间通过一个共用电子对结合，所以HCl的结构式是H-Cl，X是CuCl2。由于3.42 g CuCl2·2H2O的物质的量为n(CuCl2·2H2O)=3.42 g÷171 g/mol=0.02 mol，当高于300℃加热，CuCl2分解，产生的白色固体中含有Cu 0.02 mol，质量为0.02×64 g/mol=1.28 g<1.99 g，说明含有Cl原子，其物质的量为(1.99 g-1.18 g)÷35.5 g/mol=0.02 mol，则白色固体中Cu、Cl个数比是1：1，所以白色固体的化学式为CuCl，Z为Cl2；

(2)3.42 g CuCl2·2H2O的物质的量为n(CuCl2·2H2O)=3.42 g÷171 g/mol=0.02 mol，在没有HCl保护气作用下加热CuCl2·2H2O会发生水解，可能生成碱式盐Cu2(OH)2Cl2也可能生成相应的碱Cu(OH)2，Cu2(OH)2Cl2摩尔质量是233 g/mol，3.42 gCuCl2·2H2O反应产生0.01 mol Cu2(OH)2Cl2，质量是2.33 g，正好吻合，说明Y是Cu2(OH)2Cl2；若反应产生Cu(OH)2，其摩尔质量是98 g/mol，与题干不符合，故Y为碱式盐Cu2(OH)2Cl2，则根据质量守恒定律可得CuCl2·2H2O缓慢加热的反应方程式为2(CuCl2·2H2O)Cu2(OH)2Cl2+2HCl↑+2H2O；Cu2(OH)2Cl2在200℃条件下加热发生分解反应产生CuO和HCl，反应方程式为Cu2(OH)2Cl2CuO+2HCl↑。