Question

【題目】硫酸銅是一種重要的化工產(chǎn)品。某工廠用刻蝕印刷電路板產(chǎn)生的堿性廢液[含較多[Cu(NH3)4]2+及少量Cu2+、NH4+、NH3和Cl-]制備硫酸銅晶體，流程如下：

（1）通過“中和、沉淀和過濾”可得堿式氯化銅[Cu(OH)Cl]固體，請將生成該固體的反應的離子方程式補充完整：[Cu(NH3)4]2+ +。
（2）制備Cu(OH)Cl沉淀時，溶液的pH對銅元素含量的影響如下圖所示：

①若要提高Cu(OH)Cl沉淀的量，應將溶液的pH控制在(填字母序號）。
A. <5.2 B. 5.2~5.8 C. >5.8
②pH< 5.2 時，隨pH減小，溶液中銅元素含量增大，其原因用反應的離子方程式可表示為。
（3）“化漿、酸化"過程可得到硫酸銅粗品，發(fā)生的反應為Cu(OH)Cl+ 4H2O+ H2SO4= CuSO4·5H2O+ HCl。則硫酸銅粗品中，含銅元素的雜質(zhì)為 ， 檢驗樣品中含有該雜質(zhì)的方法是：取少量硫酸銅粗品，加入適量水使其充分溶解，。
（4）硫酸銅粗品還需要通過重結(jié)晶法進行提純，具體操作是：將粗晶體溶解于熱水中形成飽和溶液，然后加入適量乙醇，攪拌，冷卻，過濾并洗滌，得到高純度的硫酸銅晶體。加入乙醇能夠提高硫酸銅的產(chǎn)率，從溶解性角度解釋其可能的原因是。

Answer 1

【答案】
（1）Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+
（2）B,Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl
（3）氯化銅（或CuCl2）,加足量Ba(NO3）2溶液,充分反應,靜置后過濾,向濾液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成說明CuCl2雜質(zhì)
（4）加入乙醇后CuSO4溶解性減弱,雜質(zhì)(CuCl2)溶解性不變或增強（或在乙醇中CuSO4溶解度更小,雜質(zhì)（CuCl2)溶解度不變或增大）
【解析】解：(1)根據(jù)流程圖，含有[Cu(NH3)4]2+的堿性廢液中加入鹽酸，通過“中和、沉淀和過濾”可得堿式氯化銅[Cu(OH)Cl]固體，離子方程式為：[Cu(NH3)4]2+ +3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+。
所以答案是：[Cu(NH3)4]2+ +3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+；
(2)①根據(jù)圖像，溶液的pH在5.2~5.8時，溶液中的銅元素的含量較低，說明Cu(OH)Cl沉淀溶解量很少，因此要提高Cu(OH)Cl沉淀的量，應將溶液的pH控制在5.2~5.8。
所以答案是：B；

②堿式氯化銅能夠與酸反應，Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl-，導致pH< 5.2 時，隨pH減小，溶液中銅元素含量增大。
所以答案是：Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl-；
(3)根據(jù)發(fā)生的反應Cu(OH)Cl+ 4H2O+H2SO4= CuSO4·5H2O+ HCl，溶液中含有銅離子和氯離子，結(jié)晶時會析出氯化銅，檢驗樣品中含有氯離子，需要排除硫酸根離子的干擾，因為硫酸銀微溶于水，加入硝酸銀也會生成白色沉淀，具體方法是：取少量硫酸銅粗品，加入適量水使其充分溶解，加足量Ba(NO3)2溶液，充分反應，靜置后過濾，向濾液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成說明CuCl2雜質(zhì)。
所以答案是：氯化銅；加足量Ba(NO3)2溶液，充分反應，靜置后過濾，向濾液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成說明CuCl2雜質(zhì)；
(4)將硫酸銅粗品溶解于熱水中形成飽和溶液，然后加入適量乙醇，攪拌，冷卻，過濾并洗滌，得到高純度的硫酸銅晶體。加入乙醇能夠提高硫酸銅的產(chǎn)率，可能是CuSO4在乙醇中的溶解性小，而雜質(zhì)(CuCl2)在乙醇中的溶解性較大或不變。
所以答案是：加入乙醇后CuSO4溶解性減小，雜質(zhì)(CuCl2)溶解性不變或增大。