Question

【題目】硫酸四氨合銅晶體([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作殺蟲劑，媒染劑，在堿性鍍銅中也常用作電鍍液的主要成分，在工業(yè)上用途廣泛。常溫下該物質(zhì)在空氣中不穩(wěn)定，受熱時(shí)易發(fā)生分解。某化學(xué)興趣小組以Cu粉、3mol/L的硫酸、濃氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L稀鹽酸、0.500 mol/L的NaOH溶液來合成硫酸四氨合銅晶體并測(cè)定其純度。

I．CuSO4溶液的制備

①稱取4g銅粉，在A儀器中灼燒10分鐘并不斷攪拌，放置冷卻。

②在蒸發(fā)皿中加入30mL 3mol/L的硫酸，將A中固體慢慢放入其中，加熱并不斷攪拌。

③趁熱過濾得藍(lán)色溶液。

(1)A儀器的名稱為________________________________。

(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中有1.5g的銅粉剩余，該同學(xué)將制得的CuSO4溶液倒入另一蒸發(fā)皿中加熱濃縮至有晶膜出現(xiàn)，冷卻析出的晶體中含有白色粉末，試解釋其原因__________________________________________。

II．晶體的制備

將上述制備的CuSO4溶液按如圖所示進(jìn)行操作

(3)已知淺藍(lán)色沉淀的成分為Cu2(OH)2SO4，試寫出生成此沉淀的離子反應(yīng)方程式___________________。

(4)析出晶體時(shí)采用加入乙醇的方法，而不是濃縮結(jié)晶的原因是________________________。

III．氨含量的測(cè)定

精確稱取wg晶體，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，并用蒸餾水沖洗導(dǎo)管內(nèi)壁，用V1mL0.5mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液完全吸收。取下接收瓶，用0.5mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl(選用甲基橙作指示劑)，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2mLNaOH溶液。

(5)A裝置中長玻璃管的作用_________________，樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式_______。

(6)下列實(shí)驗(yàn)操作可能使氨含量測(cè)定結(jié)果偏高的原因是____________________。

A．滴定時(shí)未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管。

B．讀數(shù)時(shí)，滴定前平視，滴定后俯視。

C．滴定過程中選用酚酞作指示劑。

D．取下接收瓶前，未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導(dǎo)管外壁。

Answer 1

【答案】坩堝 反應(yīng)中硫酸過量，在濃縮過程中，稀硫酸逐漸變濃，濃硫酸的吸水性使CuSO45H2O失水變成CuSO4 2Cu2++2NH3H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+ 硫酸四氨合銅晶體容易受熱分解 平衡氣壓，防止堵塞和倒吸 BD

【解析】

(1) 灼燒物質(zhì)一般在坩堝中進(jìn)行；

(2) 將制得的CuSO4溶液倒入另一蒸發(fā)皿中加熱濃縮至有晶膜出現(xiàn)，冷卻析出的晶體中含有白色粉末，該白色粉末為CuSO4，原因是反應(yīng)中硫酸過量，在濃縮過程中，稀硫酸逐漸變濃，濃硫酸的吸水性使CuSO45H2O失水變成CuSO4；

(3)由操作流程可知，硫酸銅溶液和適量氨水反應(yīng)生成Cu2(OH)2SO4沉淀，據(jù)此寫出離子方程式；

(4) 硫酸四銨合銅晶體的制備過程中，加入乙醇可以降低硫酸四氨合銅晶體的溶解度，有利于晶體析出；

(5) 當(dāng)A中壓力過大時(shí)，玻璃管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定；

根據(jù)滴定用去的氫氧化鈉的物質(zhì)的量可以計(jì)算出與氨反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)生的氨氣的物質(zhì)的量，再計(jì)算出NH3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；

(6) 依據(jù)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式，若操作引起V2偏小，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏高，據(jù)此分析。

(1) 灼燒物質(zhì)一般在坩堝中進(jìn)行，將銅粉轉(zhuǎn)化為CuO；

故答案為：坩堝；

(2) 將制得的CuSO4溶液倒入另一蒸發(fā)皿中加熱濃縮至有晶膜出現(xiàn)，冷卻析出的晶體中含有白色粉末，該白色粉末為CuSO4，原因是反應(yīng)中硫酸過量，在濃縮過程中，稀硫酸逐漸變濃，濃硫酸的吸水性使CuSO45H2O失水變成CuSO4；

故答案為：反應(yīng)中硫酸過量，在濃縮過程中，稀硫酸逐漸變濃，濃硫酸的吸水性使CuSO45H2O失水變成CuSO4；

(3)由操作流程可知，硫酸銅溶液和適量氨水反應(yīng)生成Cu2(OH)2SO4沉淀，離子反應(yīng)方程式為：2Cu2++2NH3H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+；

故答案為：2Cu2++2NH3H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+；

(4) 由題給信息可知，硫酸四氨合銅晶體容易受熱分解，而加入乙醇可以降低硫酸四氨合銅晶體的溶解度，有利于晶體析出；

故答案為：硫酸四氨合銅晶體容易受熱分解；

(5) 當(dāng)A中壓力過大時(shí)，長玻璃管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定，即長玻璃管的作用是平衡氣壓，防止堵塞和倒吸；

故答案為：平衡氣壓，防止堵塞和倒吸；

由題給數(shù)據(jù)可知，蒸出的氨氣的物質(zhì)的量為(0.5V1-0.5V2)×10-3mol，

所以樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：；

故答案為：；

(6)依據(jù)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式，若實(shí)驗(yàn)操作引起V2偏小，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏高；

A．滴定時(shí)未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管，氫氧化鈉溶液濃度偏小，消耗的體積V2偏大，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏低，不符合題意；

B．讀數(shù)時(shí)，滴定前平視，滴定后俯視，消耗的體積V2偏小，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏高，符合題意；

C．滴定過程中選用酚酞作指示劑，消耗的體積V2偏大，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏低，不符合題意；

D．取下接收瓶前，未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導(dǎo)管外壁，消耗的體積V2偏小，則使氨含量測(cè)定結(jié)果偏高，符合題意。

故答案為：BD。