硫酸四氨合銅晶體([Cu(NH3)4]SO4?H2O)常用作殺蟲劑、媒染劑,也是堿性鍍銅中電鍍液的主要成分。某學(xué)習(xí)小組在實驗室以銅為主要原料合成該物質(zhì),設(shè)計的合成路線如圖所示。
已知:①[Cu(NH3)4]SO4?H2O為絳藍色晶體,常溫下在空氣中易與水和二氧化碳反應(yīng),生成銅的堿式鹽,使晶體變成綠色粉末。在溶液中存在以下電離(解離)過程:
[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2++SO2-4+H2O;
[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3。
②( NH4)2SO4及[Cu(NH3)4]SO4?H2O)在水中均可溶,在乙醇中均難溶。若在銅氨溶液中加入乙醇,會析出絳藍色的硫酸四氨合銅晶體;實驗表明,若在銅氨溶液中加入硫酸鈉或硫酸銨晶體時,同樣會有硫酸四氯合銅晶體析出。
③CuSO4溶液在加熱條件下可能會生成Cu( OH)2和Cu2( OH)2SO4。
請回答下列問題:
(1)實驗室用如圖裝置制備合成[Cu(NH3)4]SO4?H2O所需的CuSO4溶液。
①儀器a的名稱為 分液漏斗分液漏斗;裝置 B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2Cu+4H++O2 50℃ 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2 50℃ 2Cu2++2H2O。
②試用文字說明A裝置氣密性的檢驗方法 檢查帶有分液漏斗裝置的氣密性,需先關(guān)閉分液漏斗活塞,塞緊錐形瓶瓶塞,打開止水夾K,把導(dǎo)氣管一端浸入水中,雙手緊握錐形瓶,若觀察到導(dǎo)氣管口有氣泡冒出,松開雙手后導(dǎo)管口形成一小段水柱,證明裝置A氣密性良好;反之,則裝置氣密性不好檢查帶有分液漏斗裝置的氣密性,需先關(guān)閉分液漏斗活塞,塞緊錐形瓶瓶塞,打開止水夾K,把導(dǎo)氣管一端浸入水中,雙手緊握錐形瓶,若觀察到導(dǎo)氣管口有氣泡冒出,松開雙手后導(dǎo)管口形成一小段水柱,證明裝置A氣密性良好;反之,則裝置氣密性不好。
③裝置B的加熱方法稱為水浴加熱法,該加熱方法的優(yōu)點為 受熱均勻,易于控制溫度受熱均勻,易于控制溫度。
(2)方案1向溶液3中所加的固體試劑為 ( NH4 )2SO4或Na2SO4( NH4 )2SO4或Na2SO4;說明加入該固體試劑的目的為 當加入( NH4 )2SO4時,溶液中c(NH+4)、c(SO2-4)增大,c(NH+4)增大使NH3?H2O?NH+4+OH-平衡向左移動,抑制NH3?H2O電離,增大溶液中的c(NH3?H2O),從而使[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡向左移動,使c([Cu(NH3)4]2+)增大,c([Cu(NH3)4]2+ )與c(SO2-4)增大使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2++SO2-4+H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出;當加入Na2SO4時,c(SO2-4)增大,使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2++SO2-4+H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出當加入( NH4 )2SO4時,溶液中c(NH+4)、c(SO2-4)增大,c(NH+4)增大使NH3?H2O?NH+4+OH-平衡向左移動,抑制NH3?H2O電離,增大溶液中的c(NH3?H2O),從而使[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡向左移動,使c([Cu(NH3)4]2+)增大,c([Cu(NH3)4]2+ )與c(SO2-4)增大使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2++SO2-4+H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出;當加入Na2SO4時,c(SO2-4)增大,使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2++SO2-4+H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出。
(3)方案2的實驗步驟為a.加熱蒸發(fā),b.冷卻溶液,c.加95%乙醇結(jié)晶,…根據(jù)方案得到的產(chǎn)物晶體中往往含有Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4雜質(zhì),若要減少這類雜質(zhì)的產(chǎn)生,對該方案應(yīng)作如何調(diào)整?試提供一種你認為可行的方案:在NH3的氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶,抑制反應(yīng)[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡正向移動移動,減少Cu2+水解,得到較純[Cu(NH3)4]SO4?H2O在NH3的氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶,抑制反應(yīng)[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡正向移動移動,減少Cu2+水解,得到較純[Cu(NH3)4]SO4?H2O。
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【考點】制備實驗方案的設(shè)計.
【答案】分液漏斗;2Cu+4H++O2 2Cu2++2H2O;檢查帶有分液漏斗裝置的氣密性,需先關(guān)閉分液漏斗活塞,塞緊錐形瓶瓶塞,打開止水夾K,把導(dǎo)氣管一端浸入水中,雙手緊握錐形瓶,若觀察到導(dǎo)氣管口有氣泡冒出,松開雙手后導(dǎo)管口形成一小段水柱,證明裝置A氣密性良好;反之,則裝置氣密性不好;受熱均勻,易于控制溫度;( NH4 )2SO4或Na2SO4;當加入( NH4 )2SO4時,溶液中c()、c()增大,c()增大使NH3?H2O?+OH-平衡向左移動,抑制NH3?H2O電離,增大溶液中的c(NH3?H2O),從而使[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡向左移動,使c([Cu(NH3)4]2+)增大,c([Cu(NH3)4]2+ )與c()增大使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2+++H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出;當加入Na2SO4時,c()增大,使[Cu(NH3)4]SO4?H2O?[Cu(NH3)4]2+++H2O平衡向左移動,促使[Cu(NH3)4]SO4?H2O析出;在NH3的氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶,抑制反應(yīng)[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3平衡正向移動移動,減少Cu2+水解,得到較純[Cu(NH3)4]SO4?H2O
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【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:9引用:1難度:0.6
相似題
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1.某同學(xué)查閱資料得知,無水三氯化鋁能催化乙醇制備乙烯,為探究適宜的反應(yīng)溫度,設(shè)計如圖反應(yīng)裝置:
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檢驗裝置氣密性后,在圓底燒瓶中加入5g無水三氯化鋁,加熱至100℃,通過A加入10mL無水乙醇,觀察并記錄C中溶液褪色的時間。重復(fù)上述實驗,分別觀察并記錄在110℃、120℃、130℃、140℃時C中溶液褪色的時間,實驗結(jié)果如圖所示。完成下列填空:
(1)儀器B的名稱是
a.水
b.酒精
c.油
d.乙酸
(2)根據(jù)實驗結(jié)果,判斷適宜的反應(yīng)溫度為
(3)在140℃進行實驗,長時間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色,可能的原因是
(4)在120℃進行實驗,若將B改為裝有濃硫酸的洗氣瓶,長時間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色,可能的原因是
(5)教材中用乙醇和濃硫酸在170℃時制備乙烯。和教材實驗相比,用三氯化鋁做催化劑制備乙烯的優(yōu)點有
工業(yè)無水氯化鋁含量測定的主要原理是:Ag++Cl-=AgCl↓。將1.400g工業(yè)無水氯化鋁樣品溶解后配成500mL溶液,量取25.00mL置于錐形瓶中,用濃度為0.1000mol?L-1的AgNO3標準溶液進行滴定,達到終點時消耗標準液15.30mL。
(6)該樣品中AlCl3的質(zhì)量分數(shù)為
(7)某次測定結(jié)果誤差為-2.1%,可能會造成此結(jié)果的原因是
a.稱量樣品時少量吸水潮解
b.配制AlCl3溶液時未洗滌燒杯
c.滴定管水洗后未用AgNO3標準溶液潤洗
d.樣品中含有少量Al(NO3)3雜質(zhì)發(fā)布:2024/12/30 16:0:2組卷:26引用:3難度:0.5 -
2.實驗室制備硝基苯的方法是將苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液加熱到55~60℃反應(yīng),已知苯與硝基苯的基本物理性質(zhì)如下表所示:
熔點 沸點 狀態(tài) 苯 5.51℃ 80.1 液體 硝基苯 5.7℃ 210.9℃ 液體
(2)分離硝基苯和水的混合物的方法是
(3)實驗室制取少量硝基苯:
①實驗時應(yīng)選擇
②用水浴加熱的優(yōu)點是發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:49引用:2難度:0.5 -
3.已知:①、連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)是一種白色粉末,易溶于水,難溶于乙醇.②4HCl+2Na2S2O4═4NaCl+S↓+3SO2↑+2H2O某小組進行如下實驗:
I.制備:75℃時,將甲酸鈉和純堿加入乙醇水溶液溶解后,再加入裝置 C 中,然后通入 SO2進行反應(yīng),其反應(yīng)方程式為:2HCOONa+Na2CO3+4SO2═2Na2S2O4+3CO2+H2O.
分析并回答下列問題:
(1)裝置(圖)A中滴加濃硫酸的儀器名稱是
(2)C 中多孔球泡的作用是
(3)裝置 D的作用是檢驗裝置 C中 SO2的吸收效率,D中的試劑可以是
a.酚酞溶液 b.氫氧化鈉溶液 c.品紅溶液 d.酸性KMnO4溶液
(4)裝置E的作用
II.Na2S2O4 的性質(zhì)】
取純凈的 Na2S2O4晶體,配成溶液,進行下列性質(zhì)探究實驗,完成表的空格(供選擇的試劑:淀粉-KI 溶液、紫色石蕊試液、稀硝酸、BaCl2 溶液)
III.【測定 Na2S2O4 的純度】假設(shè) 操作 現(xiàn)象 原理 Na2S2O4 為強 堿弱酸鹽,其溶 液為堿性. 取少量溶液于試管中,
滴加溶液變 成藍色 S2O42-水解,使溶液成堿性 Na2S2O4 中 S為+3 價,具有較強 的還原性. 取少量溶液于試管中,
滴加過量新制氯水,再 滴加 BaCl2 溶有白色沉淀生 成 該反應(yīng)的離子方程式為:
取 8.00g制備的晶體溶解后,加入足量稀硫酸,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥.得固體 0.64g.則 Na2S2O4 的純度為發(fā)布:2024/12/31 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.5
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