Question

【題目】氯化亞銅(CuCl)在生產(chǎn)中廣泛用作催化劑、殺菌劑、脫色劑。某興趣小組采用加熱分解氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)的方法制備CuCl，其裝置如下(夾持儀器省略)。

已知：

完成下列填空：

(1)在實(shí)驗過程中，可以觀察到C中試紙的顏色變化是___________________________。

(2)實(shí)驗過程中需要全程通入干燥的HCl，其作用是___________________________。

(3)反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的雜質(zhì)，根據(jù)已知信息

① 若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的原因可能是____________________________________。

② 若雜質(zhì)是CuO，則產(chǎn)生的原因可能是_____________________________________。

(4)為測定原料CuCl2·xH2O中結(jié)晶水的數(shù)目x，可采取如下方案：

a．用電子天平稱取一定質(zhì)量氯化銅晶體 b．在______(填儀器名稱)中充分灼燒

c．在干燥器中冷卻 d．稱量所得黑色固體質(zhì)量

e．重復(fù)b ~ d操作直至_____________________

① 完成上述實(shí)驗操作步驟。

② 若氯化銅晶體質(zhì)量為3.384 g，最終得到黑色固體質(zhì)量為1.600 g，則x =________(精確到0.1)。

③ 若稱量操作無誤，但最終測定結(jié)果的相對誤差為1.5%，寫出可能導(dǎo)致該結(jié)果的一種情況。____________________________

Answer 1

【答案】先變紅，后褪色 抑制CuCl2的水解，并帶走水蒸氣 加熱時間不足或溫度過低 通入HCl的量不足 坩堝 連續(xù)兩次稱量差值不超過0.001 g 1.9 加熱時有固體濺出

【解析】

根據(jù)已知信息，熱分解CuCl2·xH2O制備CuCl，為抑制水解，氣體入口需要通入HCl氣體，然后加熱A處試管，B處球形干燥管中無水硫酸銅變藍(lán)，可以知道CuCl2·xH2O分解生成了水；由于2CuCl2 2CuCl+ Cl2↑，因此C處濕潤的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，D中NaOH溶液可以吸收尾氣，防止污染。據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)上述分析，在實(shí)驗過程中，可以觀察到C中試紙的顏色變化是先變紅，后褪色，故答案為：先變紅，后褪色；

(2)根據(jù)已知信息，CuCl2·xH2O在加熱時能夠水解生成堿式氯化銅，實(shí)驗過程中需要全程通入干燥的HCl，是為了抑制CuCl2的水解，并帶走水蒸氣，故答案為：抑制CuCl2的水解，并帶走水蒸氣；

(3)反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的雜質(zhì)。

① 若雜質(zhì)是CuCl2，根據(jù)已知信息，CuCl2 轉(zhuǎn)化為CuCl，需要在300℃以上的溫度下進(jìn)行，混有CuCl2與溫度不夠或加熱時間不足有關(guān)，故答案為：加熱時間不足或溫度過低；

② 若雜質(zhì)是CuO，CuCl2·xH2O在加熱時能夠水解生成堿式氯化銅，堿式氯化銅加熱分解生成氧化銅，因此混有CuO與沒有在HCl的氛圍中加熱或者未等試管冷卻就停止通入HCl氣體有關(guān)，故答案為：通入HCl的量不足；

(4)①測定原料CuCl2·xH2O中結(jié)晶水的數(shù)目x，可以在坩堝中充分灼燒一定質(zhì)量氯化銅晶體，在干燥器中冷卻，稱量所得黑色固體質(zhì)量，直至連續(xù)兩次稱量差值不超過0.001 g，故答案為：坩堝；連續(xù)兩次稱量差值不超過0.001 g；

②最終得到黑色固體為氧化銅，氧化銅質(zhì)量為1.600 g，物質(zhì)的量==0.02mol，根據(jù)銅元素守恒，晶體中CuCl2的質(zhì)量=0.02mol×135g/mol=2.7g，則結(jié)晶水的質(zhì)量=3.384 g-2.7g=0.684g，物質(zhì)的量==0.038mol，則x===1.9，故答案為：1.9；

③最終測定結(jié)果的相對誤差為1.5%，說明比實(shí)際誤差偏大，則可能為加熱時有固體濺出等，故答案為：加熱時有固體濺出(答案合理即可)。