Question

1．一水硫酸四氨合銅（Ⅱ）的化學式為[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體．某學習小組在實驗室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì)，設計的合成路線為圖1：

相關信息如下以下電離（解離）過程：
①[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+SO₄^2-+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數(shù)的變化曲線示意圖如圖2：

請根據(jù)以下信息回答下列問題：
（1）方案1的實驗步驟為：a．加熱蒸發(fā)  b．冷卻結(jié)晶 c．抽濾 d．洗滌 e．干燥
①驟1的抽濾裝置如圖3所示，該裝置中的錯誤之處是布氏漏斗的瓶口斜面未朝向抽濾瓶的支管口；抽濾完畢或中途停止抽濾時，應先斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，然后關閉抽氣裝置中的水龍頭．
②該方案存在明顯缺陷，因為得到的產(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)過程中NH₃揮發(fā)，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且Cu²⁺發(fā)生水解．
（2）方案2的實驗步驟為：
a．向溶液C加入適量乙醇b．抽濾（或吸濾、減壓過濾）c．洗滌，d．干燥
①請在上述內(nèi)填寫合適的試劑或操作名稱．
②下列選項中，最適合作為步驟c的洗滌液是C．
A．乙醇    B．蒸餾水   C．乙醇和水的混合液  D．飽和硫酸鈉溶液
③步驟d不宜采用加熱干燥的方法，可能的原因是加熱易使[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O分解（失去水或失去氨氣）．

Answer 1

分析 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]SO₄•H₂O，
（1）①根據(jù)布氏漏斗的瓶口斜面放置位置分析；根據(jù)抽濾操作注意事項分析；
②氨氣具有揮發(fā)性，物質(zhì)的電離是吸熱過程，加熱促進使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且銅離子是弱堿離子易水解，所以導致產(chǎn)生雜質(zhì)；
（2）①根據(jù)圖象分析，[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的增大而減小，為了減少[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的損失，應加入乙醇，降低其溶解度，然后抽濾的晶體；
②根據(jù)圖象[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的變化曲線示意圖及實驗目的分析；
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．

解答 解：（1）①方案1，為了加快過濾速度得到較干燥的沉淀，可進行減壓過濾（也稱抽濾或吸濾）題目圖3所示裝置為抽濾裝置，裝置中存在的錯誤是：布氏漏斗的頸口斜面未朝向抽濾瓶的支管口，這樣不利于吸濾．抽濾完畢或中途停止抽濾時，應先斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，然后關閉抽氣裝置中的水龍頭．
故答案為：布氏漏斗的瓶口斜面未朝向抽濾瓶的支管口；斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管；關閉抽氣裝置中的水龍頭；
②該方案存在明顯缺陷，因為得到的產(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)過程中NH₃揮發(fā)，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡向右移動，且Cu²⁺發(fā)生水解．
故答案為：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄；加熱蒸發(fā)過程中NH₃揮發(fā)，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且Cu²⁺發(fā)生水解；
（2）①根據(jù)Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分數(shù)的增大，Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度降低，為了得到Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，應向溶液C中加入適量乙醇，然后進行抽濾；
故答案為：乙醇；抽濾（或吸濾、減壓過濾）；
②根據(jù)Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分數(shù)的增大，Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度降低，為了減少Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的損失，應降低Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度，所以應選用乙醇和水的混合液；
故答案為：C；
 ③[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O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．
故答案為：加熱易使[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O 分解（失去水或失去氨氣）．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力、實驗能力的考查，題目涉及化學平衡移動、結(jié)晶方式的分析等，弄清實驗原理、目的、要求、步驟和注意事項是解題的關鍵，中等難度．