高中化学试题解析472

高中化学试题解析472

1．氯化亚铜(CuCl)是应用广泛的有机合成催化剂。某实验小组用SO₃^2-还原Cu²⁺的方法制备微晶CuCl，制备时保持溶液pH稳定是控制CuCl晶粒尺寸的重要条件之一。实验装置如图所示(夹持装置已省略)。步骤如下：

①向三颈烧瓶中加入20mL 1.0mol/L CuSO₄溶液、20mL 1.1mol/L NaCl溶液，调节溶液pH至2～3后，置于恒温水浴锅中；

②维持水浴温度40°C，以合适比例缓慢滴入稍过量的Na₂SO₃溶液和一定量的Na₂CO₃溶液：

③反应完成后，抽滤，所得固体依次用已除去溶解O₂的水、乙醇洗涤，干燥得产品。

回答问题：

(1)图中a处所连接仪器的作用是________________________。

(2)步骤②中先滴加__________(填化学式)溶液。

(3)补充离子反应中的反应物和生成物(不需要配平)__________。

控制Na₂CO₃溶液与Na₂SO₃溶液滴加比例的依据是________________________。

(4)已知CuCl在潮湿的空气中易被氧化，但步骤②的反应过程中并未通入惰性气体保护，原因是__________；步骤③需使用除去溶解O₂的水，除去O₂的方法是________________________。

(5)CuCl在酸性溶液中易被空气氧化，溶液变蓝，该反应的离子方程式是__________。

答案：

(1)为pH传感器，实时监测反应体系的pH，便于调控pH稳定在2~3，以此控制CuCl晶粒尺寸

(2) Na₂SO₃

(3)H₂O；SO₄^2-

维持溶液pH在2~3以控制CuCl晶粒尺寸

(4)稍过量的Na₂SO₃可消耗体系内的氧气，防止CuCl被氧化

蒸馏水煮沸后迅速冷却

(5)

分析：

实验目的是制备微晶CuCl，实验原理是用Na₂SO₃将Cu²⁺还原成Cu⁺，再与Cl^-结合生成CuCl固体：

再经洗涤、干燥得到产品。NaOH溶液可用于处理反应过程中生成的酸性气体，防止污染环境。

⑴a处所连接仪器为pH传感器，可实时监测反应过程中溶液的pH，保持溶液pH稳定是控制CuCl的重要条件，可以通过调整Na₂CO₃和Na₂SO₃的滴加速率，维持稳定在2~3。

⑵Na₂SO₃的作用是作还原剂，先加入还原剂，能消耗溶液中的溶解氧，防止生成的CuCl被氧化；碳酸钠溶液用来中和反应生成的氢离子，稳定溶液的pH，如果先滴加Na₂CO₃，会造成pH升高，与Cu²⁺生成沉淀，降低产品纯度。

⑶从上面的反应原理知，Na₂SO₃的作用是作还原剂，Na₂CO₃中和反应生成的氢离子，稳定溶液的pH，结合离子方程式的计量系数，再考虑稳定溶液酸碱性，决定其用量。

⑷Na₂SO₃的作用是作还原剂，可消耗溶液中的溶解氧，可起到保护作用；氧气在水中的溶解度随温度升高而降低，因此可将溶液加热排出其中溶解的氧气，再将溶液迅速冷却。

⑸依信息CuCl在酸性溶液被氧气氧化，溶液变蓝色，说明生成铜离子，据得失电子守恒配平化学方程式：

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