Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組以鋁鐵銅合金為主要原料制備[Cu（NH3）4]SO4·H2O（一水硫酸四氨合銅）和Fe3O4膠體粒子，具體流程如下：

已知：①Cu（NH3）42+=Cu2+＋4NH3

②Fe2+＋2Fe３+＋8OHFe3O4↓＋4H2O

③[Cu（NH3）4]SO4易溶于水，難溶于乙醇。

請(qǐng)回答：

（1） 濾渣的成分為________。

（2） 步驟Ⅰ中生成[Cu（NH3）4]SO4·H2O的離子方程式：________。步驟Ⅰ中加入（NH4）2SO4的作用是作為反應(yīng)物和________。

（3） 步驟Ⅳ中加入95%乙醇時(shí)，緩慢加入的目的是________。

（4） 下列有關(guān)敘述正確的是________。

A 步驟Ⅰ緩慢滴加H2O2并不斷攪拌，有利于提高H2O2的利用率

B 步驟Ⅳ若改為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到的一水硫酸四氨合銅晶體會(huì)含有較多Cu（OH）2等雜質(zhì)

C 步驟Ⅳ、Ⅴ用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、吸濾瓶等

D 步驟Ⅴ中洗滌操作為關(guān)閉水龍頭，加乙醇溶液浸沒(méi)沉淀，緩慢流干，重復(fù)2～3次

（5） 步驟Ⅲ中，從濾渣制備Fe3O4膠體粒子需經(jīng)過(guò)一系列操作。即：濾渣中加過(guò)量NaOH溶液攪拌溶解→________→過(guò)濾、洗滌、干燥得Fe3O4膠體粒子。

根據(jù)下列提供的操作，請(qǐng)?jiān)诳崭裉幪顚?xiě)正確的操作次序（填寫(xiě)序號(hào)）。

①氮?dú)夥諊�下緩慢滴�?/span>NaOH溶液，加熱溶液

②過(guò)濾、洗滌

③加入過(guò)量稀硫酸溶解

④加入適量FeSO4固體，攪拌溶解

⑤測(cè)定Fe3+含量

（6） 測(cè)定一水硫酸四氨合銅晶體產(chǎn)品的純度，過(guò)程如下：取0.5000 g試樣溶于水，滴加3 mol·L1 H2SO4至pH為3～4，加入過(guò)量KI固體。以淀粉溶液為指示劑，生成的碘用0.1000 mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，重復(fù)2～3次，平均消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。。該試樣中一水硫酸四氨合銅的純度為________。

已知：M[Cu（NH3）4SO4·H2O]＝246.0 g·mol1； 2Cu2+＋4I=2CuI＋I2，I2＋2S2O32-=2I＋S4O62-。

Answer 1

【答案】Al（OH）3、Fe（OH）3 Cu＋H2O2＋2NH3＋2=Cu（NH3）42+＋2H2O或Cu＋H2O2＋2NH3·H2O＋2= Cu（NH3）42+＋4H2O 抑制NH3·H2O的電離或促進(jìn)生成Cu（NH3）42+（與反應(yīng)生成的OH成NH3·H2O，控制pH不能太大，以防H2O2在強(qiáng)堿條件下的分解） 有利于得到較大顆粒的晶體 ABC ②③⑤④① 98.40%

【解析】

（1）合金粉末進(jìn)行分離，鋁鐵應(yīng)轉(zhuǎn)化為濾渣形式，從所給物質(zhì)分析，只能是氫氧化鋁和氫氧化鐵形式，銅轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]SO4，利用[Cu(NH3)4]SO4難溶于乙醇，進(jìn)行分離。

(1)合金粉末溶于氨水和硫酸銨以及過(guò)氧化氫的作用下，能進(jìn)行分離，鐵和鋁都轉(zhuǎn)化為濾渣，說(shuō)明濾渣為 Al（OH）3、Fe（OH）3 ；

(2)銅在氨水和硫酸銨和過(guò)氧化氫存在反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]SO4，離子方程式為 Cu＋H2O2＋2NH3＋2=Cu（NH3）42+＋2H2O或Cu＋H2O2＋2NH3·H2O＋2= Cu（NH3）42+＋4H2O； 硫酸銨不僅提供銨根離子抑制氨水的電離，還可以抑制pH不能太大，以防H2O2在強(qiáng)堿條件下的分解；

(3)因?yàn)?/span>[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小，加入95%乙醇有利于得到較大顆粒的晶體；

(4) A．因?yàn)檫^(guò)氧化氫能夠分解，所以在步驟Ⅰ緩慢滴加H2O2并不斷攪拌，有利于提高H2O2的利用率，故正確；B．步驟Ⅳ若改為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，蒸發(fā)過(guò)程中促進(jìn)反應(yīng)，Cu(NH3)42+ Cu2+＋4NH3，氨氣逸出，銅離子水解生成氫氧化銅，所以得到的一水硫酸四氨合銅晶體會(huì)含有較多Cu(OH)2等雜質(zhì)，故正確；C．步驟Ⅳ、Ⅴ是進(jìn)行抽濾和洗滌，需要用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、吸濾瓶等，故正確；D．步驟Ⅴ中洗滌操作為關(guān)閉水龍頭，加乙醇溶液浸沒(méi)沉淀，然后進(jìn)行抽濾，不能緩慢流干，故錯(cuò)誤。故選ABC；

(5) 濾渣為氫氧化鋁和氫氧化鐵的混合物，加過(guò)量NaOH溶液攪拌，氫氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，然后過(guò)濾出氫氧化鐵沉淀，加入過(guò)量的稀硫酸將其溶解生成鐵離子，測(cè)定鐵離子的含量，控制量，加入適量的硫酸亞鐵固體，在氮?dú)獾姆諊�下緩慢加入氫氧化鈉溶液，加熱使其按方程式Fe2+＋2Fe3+＋8OHFe3O4↓＋4H2O中的比例進(jìn)行反應(yīng)，生成四氧化三鐵，再進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥得Fe3O4膠體粒子.，故操作順序?yàn)?/span>②③⑤④①；

(6)根據(jù)反應(yīng)2Cu2+＋4I2CuI＋I2，I2＋2S2O32-2I＋S4O62-得關(guān)系式為2Cu2+----I2---2S2O32-， Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.1000×0.02=0.002mol則銅離子的物質(zhì)的量為0.002mol，則Cu(NH3)4SO4·H2O的質(zhì)量為0.002mol×246.0g/mol=0.492g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。