Question

【題目】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，設計的合成路線為：

相關信息如下：

①[Cu(NH3)2]SO4·H2O在溶液中存在以下電離（解離）過程：

[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數的變化曲線示意圖如圖

請根據以上信息回答下列問題：

（1）方案1的實驗步驟為：a．加熱蒸發，b．冷卻結晶，c．抽濾，d．洗滌，e．干燥。

①步驟1的抽濾裝置如圖所示，下列有關抽濾操說法作正確的是_____。

A.完畢后的先關閉水龍頭，再拔下導管

B.上圖裝置中只有一處錯誤

C.抽濾后濾液可以從上口倒出，也可從支管倒出

D.濾紙應比漏斗內徑小且能蓋住所有小孔

②該方案存在明顯缺陷，因為得到的產物晶體中往往含有_____雜質，產生該雜質的原因是______。

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

①請在上述空格內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________。

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 加熱蒸發時NH3揮發，使[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡往右移動，且Cu2+發生水解 乙醇 C 關小水龍頭，緩緩加入洗滌劑使沉淀完全浸沒，緩緩地通過漏斗，重復2到3次 低溫干燥（或減壓干燥或真空干燥或常溫風干）

【解析】

CuO加入硫酸生成硫酸銅，加入氨水，先生成氫氧化銅，氨水過量，則生成[Cu(NH3)4]2+，方案1用蒸發結晶的方法，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根據抽濾操作的規范要求可知，在搭裝置時濾紙應比漏斗內徑略小，且能蓋住所有小孔，在圖2抽濾裝置中漏斗頸口斜面應對著吸濾瓶的支管口，同時安全瓶中導管不能太長，否則容易引起倒吸，抽濾得到的濾液應從吸濾瓶的上口倒出，抽濾完畢后，應先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管，再關水龍頭，以防倒吸，據此答題；

②氨氣具有揮發性，物質的電離是吸熱過程，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，所以導致產生雜質；

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

②根據圖象[Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數的變化曲線示意圖及實驗目的分析；

③含結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的實驗步驟為：a．加熱蒸發，b．冷卻結晶，c．抽濾，d．洗滌，e．干燥。

①根據抽濾操作的規范要求可知：

A．抽濾完畢后，應先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管，再關水龍頭，以防倒吸，故A錯誤；

B．在圖2抽濾裝置中有一處錯誤，漏斗頸口斜面應對著吸濾瓶的支管口，故B正確；

C．抽濾得到的濾液應從吸濾瓶的上口倒出，故C正確；

D．在搭裝置時濾紙應比漏斗內徑略小，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，因為得到的產物晶體中往往含有Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4雜質，產生該雜質的原因是加熱蒸發過程中NH3揮發，使反應[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡向右移動，且Cu2+發生水解；

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

②根據Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分數的增大，Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度降低，為了減少Cu(NH3)4]SO4H2O的損失，應降低Cu(NH3)4]SO4H2O的溶解度，所以應選用乙醇和水的混合液，故答案為C；洗滌的具體操作是關小水龍頭，緩緩加入洗滌劑使沉淀完全浸沒，緩緩地通過漏斗，重復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，應采用低溫干燥(或減壓干燥或真空干燥或常溫風干)。