Question

【題目】一水硫酸四氨合銅(Ⅱ)的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì)，設(shè)計(jì)的合成路線為：

相關(guān)信息如下：

①[Cu(NH3)2]SO4·H2O在溶液中存在以下電離（解離）過(guò)程：

[Cu(NH3)4]SO4·H2O=[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O [Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3

②(NH4)2SO4在水中可溶，在乙醇中難溶。

③[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇、水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖如圖

請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：

（1）方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為：a．加熱蒸發(fā)，b．冷卻結(jié)晶，c．抽濾，d．洗滌，e．干燥。

①步驟1的抽濾裝置如圖所示，下列有關(guān)抽濾操說(shuō)法作正確的是_____。

A.完畢后的先關(guān)閉水龍頭，再拔下導(dǎo)管

B.上圖裝置中只有一處錯(cuò)誤

C.抽濾后濾液可以從上口倒出，也可從支管倒出

D.濾紙應(yīng)比漏斗內(nèi)徑小且能蓋住所有小孔

②該方案存在明顯缺陷，因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有_____雜質(zhì)，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是______。

（2）方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為：a.向溶液C中加入適量____，b．抽濾，c．洗滌，d．干燥。

①請(qǐng)?jiān)谏鲜隹崭駜?nèi)填寫(xiě)合適的試劑或操作名稱。

②下列選項(xiàng)中，最適合作為步驟c的洗滌液是________。

A．乙醇 B．蒸餾水 C．乙醇和水的混合液 D．飽和硫酸鈉溶液

洗滌的具體操作是：____________。

③步驟d采用________干燥的方法。

Answer 1

【答案】BCD Cu（OH）2或Cu2(OH)2SO4 加熱蒸發(fā)時(shí)NH3揮發(fā)，使[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡往右移動(dòng)，且Cu2+發(fā)生水解 乙醇 C 關(guān)小水龍頭，緩緩加入洗滌劑使沉淀完全浸沒(méi)，緩緩地通過(guò)漏斗，重復(fù)2到3次 低溫干燥（或減壓干燥或真空干燥或常溫風(fēng)干）

【解析】

CuO加入硫酸生成硫酸銅，加入氨水，先生成氫氧化銅，氨水過(guò)量，則生成[Cu(NH3)4]2+，方案1用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，得到的晶體中可能混有氫氧化銅等；方案2加入乙醇，可析出晶體Cu(NH3)4]SO4H2O；

(1)①根據(jù)抽濾操作的規(guī)范要求可知，在搭裝置時(shí)濾紙應(yīng)比漏斗內(nèi)徑略小，且能蓋住所有小孔，在圖2抽濾裝置中漏斗頸口斜面應(yīng)對(duì)著吸濾瓶的支管口，同時(shí)安全瓶中導(dǎo)管不能太長(zhǎng)，否則容易引起倒吸，抽濾得到的濾液應(yīng)從吸濾瓶的上口倒出，抽濾完畢后，應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管，再關(guān)水龍頭，以防倒吸，據(jù)此答題；

②氨氣具有揮發(fā)性，物質(zhì)的電離是吸熱過(guò)程，加熱促進(jìn)使反應(yīng)[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡往右移動(dòng)，且銅離子是弱堿離子易水解，所以導(dǎo)致產(chǎn)生雜質(zhì)；

(2)①根據(jù)圖象分析，[Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大而減小，為了減少[Cu(NH3)4]SO4H2O的損失，應(yīng)加入乙醇，降低其溶解度，然后抽濾的晶體；

②根據(jù)圖象[Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖及實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治觯?/span>

③含結(jié)晶水的晶體加熱易失水，不宜采用加熱干燥的方法。

(1)方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為：a．加熱蒸發(fā)，b．冷卻結(jié)晶，c．抽濾，d．洗滌，e．干燥。

①根據(jù)抽濾操作的規(guī)范要求可知：

A．抽濾完畢后，應(yīng)先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管，再關(guān)水龍頭，以防倒吸，故A錯(cuò)誤；

B．在圖2抽濾裝置中有一處錯(cuò)誤，漏斗頸口斜面應(yīng)對(duì)著吸濾瓶的支管口，故B正確；

C．抽濾得到的濾液應(yīng)從吸濾瓶的上口倒出，故C正確；

D．在搭裝置時(shí)濾紙應(yīng)比漏斗內(nèi)徑略小，且能蓋住所有小孔，故D正確；

故答案為BCD；

②該方案存在明顯缺陷，因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4雜質(zhì)，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是加熱蒸發(fā)過(guò)程中NH3揮發(fā)，使反應(yīng)[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡向右移動(dòng)，且Cu2+發(fā)生水解；

(2)①根據(jù)Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度降低，為了得到Cu(NH3)4]SO4H2O，應(yīng)向溶液C中加入適量乙醇，然后進(jìn)行抽濾；

②根據(jù)Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度降低，為了減少Cu(NH3)4]SO4H2O的損失，應(yīng)降低Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度，所以應(yīng)選用乙醇和水的混合液，故答案為C；洗滌的具體操作是關(guān)小水龍頭，緩緩加入洗滌劑使沉淀完全浸沒(méi)，緩緩地通過(guò)漏斗，重復(fù)2到3次；

③[Cu(NH3)4]SO4H2O在加熱條件下能分解生成水和氨氣，從而得不到純凈的[Cu(NH3)4]SO4 H2O，所以不宜采用加熱干燥的方法，應(yīng)采用低溫干燥(或減壓干燥或真空干燥或常溫風(fēng)干)。