Question

CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究小组用粗铜(含杂质Fe) 为原料制备CuCl₂·2H₂O晶体，再用CuCl₂·2H₂O晶体制备CuCl。

(1)制备CuCl₂·2H₂O晶体：

① B装置中发生反应的化学方程式是_________________

② 装置C中粗铜粉末(含杂质Fe)与气体充分反应时的生成物是______________

③ 反应完成后，将C中的固体用稀盐酸完全溶解，再调节pH值除杂，经一系列操作便可获得CuCl₂·2H₂O晶体。溶解C中生成物固体时，有时会加入少量双氧水，目的是__________

(2)制取CuCl，为了制取CuCl采用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)：

已知：

④仪器X的名称是__________

⑤实验操作的先后顺序是a→__________________________→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

⑥装置F中NaOH溶液的作用是___________________。

⑦ 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。请分析产生CuCl₂杂质的原因是__________________________

Answer

MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O FeCl3 、CuCl2 将铁元素转化为Fe3+ 球形干燥管 c→d→b 吸收HCl和Cl2 加热时间不足或温度偏低

【解析】

(1)B装置是制备氯气的装置，浓硫酸能够除去氯气中的水蒸气，干燥的氯气在C中与铜和铁反应生成氯化铁和氯化铜，碱石灰可以防止空气中的水蒸气加入装置C中，同时可以除去未反应的氯气，防止污染，据此分析解答①～③；

(2)根据题意，热分解CuCl2•2H2O制备CuCl，需要抑制Cu2+水解，气体入口需要通入HCl气体，然后加热A处试管，X中无水硫酸铜变蓝，可以检验CuCl2•2H2O分解生成的水蒸气，E处试纸先变红后褪色，说明CuCl2分解生成了Cl2，F中NaOH溶液可以吸收尾气，防止污染，据此分析解答④～⑦。

(1)①圆底烧瓶中浓盐酸和二氧化锰混合加热反应生成氯气和氯化锰，反应的化学程式为4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案为：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②粗铜中的Cu和Fe均能在加热条件下与氯气反应，反应产物为氯化铜和氯化铁，故答案为：CuCl2、FeCl3；

③反应完成后，将C中的固体(含有未反应的铁)用稀盐酸完全溶解，溶液中含有CuCl2、FeCl3和FeCl2，调节pH值除杂，需要首先将亚铁离子氧化转化为铁离子，因此加入少量双氧水是氧化溶液中可能含有的Fe2+，利于通过调节溶液pH除去，故答案为：氧化溶液中可能含有的Fe2+；

(2)④由图及常见的仪器可知，仪器X的名称为球形干燥管，故答案为：球形干燥管；

⑤实验中有气体生成，需要先检查装置的气密性，且热分解CuCl2•2H2O制备CuCl，需要防止Cu2+水解和CuCl被氧化，所以必须要先赶走装置中的氧气和水蒸气后才能加热，并且在HCl气流中加热制备，反应结束后先熄灭酒精灯，继续通入氮气直至装置冷却，所以操作顺序为：a→c→d→b→e，故答案为：c→d→b；

⑥热分解CuCl2•2H2O制备CuCl过程中会产生氯气和氯化氢等污染空气的气体，装置F中NaOH溶液可以吸收HCl和Cl2，防止污染，故答案为：吸收HCl和Cl2；

⑦由2CuCl2 2CuCl+Cl2↑，含有杂质CuCl2，说明CuCl2没有反应完全，分解不充分，故答案为：加热时间不足或温度偏低。