Question

13．一水硫酸四氨合銅的化學(xué)式為[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，也是高效、安全的廣譜殺菌劑，還是植物生長(zhǎng)激素，在施藥條件下，能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，明顯提高作物產(chǎn)量．某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì)，設(shè)計(jì)的合成路線為圖1：

相關(guān)信息如下：
①[Cu（NH₃）₄]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⁺+SO₄^2-+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?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖如圖2：
請(qǐng)根據(jù)信息回答下列問題：
（1）方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥．
①加熱蒸發(fā)用到的儀器有：酒精燈、鐵架臺(tái)、坩堝鉗、蒸發(fā)皿、玻璃棒．
②該方案存在明顯缺陷，因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄雜質(zhì)，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是加熱蒸發(fā)時(shí)氨溶解度降低逸出，使[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡向右移動(dòng)產(chǎn)生Cu²⁺，且Cu²⁺發(fā)生水解．
（2）方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為：
a．向溶液C中加入濃氨水后，再加入適量乙醇，b．過濾（填操作），c．洗滌，d．干燥
①請(qǐng)?jiān)谏鲜鰞?nèi)填寫合適的試劑或操作名稱．
②下列選項(xiàng)中，最適合作為步驟c的洗滌液是C．
A．乙醇      B．蒸餾水      C．乙醇和水的混合液     D．飽和硫酸鈉溶液
③步驟d不宜采用加熱干燥的方法，可能的原因是加熱易使[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O分解（失去水或失去氨氣）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)加熱蒸發(fā)操作所用的儀器分析判斷，加熱蒸發(fā)需要蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等儀器；
②氨氣具有揮發(fā)性，物質(zhì)的電離是吸熱過程，加熱促進(jìn)使反應(yīng)[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動(dòng)，且銅離子是弱堿離子易水解，所以導(dǎo)致產(chǎn)生雜質(zhì)；
（2）①根據(jù)圖象分析，[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大而減小，為了減少[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的損失，應(yīng)加入乙醇，降低其溶解度，然后過濾得晶體；
②根據(jù)圖象[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖及實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治觯?br />③含結(jié)晶水的晶體加熱易失水，不宜采用加熱干燥的方法．

解答 解：（1）①蒸發(fā)時(shí)，需要使用蒸發(fā)皿；需要鐵架臺(tái)和鐵圈支撐蒸發(fā)皿；需要玻璃棒進(jìn)行攪拌，以防止液體受熱不均勻，造成液體飛濺；需要酒精燈進(jìn)行加熱；坩堝鉗用于夾持蒸發(fā)皿，
故答案為：蒸發(fā)皿；玻璃棒；
②該方案存在明顯缺陷，因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄雜質(zhì)，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是加熱蒸發(fā)過程中NH₃揮發(fā)，使反應(yīng)[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡向右移動(dòng)，且Cu²⁺發(fā)生水解．
故答案為：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄；加熱蒸發(fā)時(shí)氨溶解度降低逸出，使反應(yīng)[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動(dòng)，且Cu²⁺發(fā)生水解；
（2）①根據(jù)Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度降低，為了得到Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O，應(yīng)向溶液C中加入適量乙醇，然后進(jìn)行過濾，
故答案為：乙醇；過濾；
②根據(jù)Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O在乙醇•水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖知，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大，Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度降低，為了減少Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的損失，應(yīng)降低Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O的溶解度，所以應(yīng)選用乙醇和水的混合液；
故答案為：C；
 ③[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O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，
故答案為：加熱易使[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O 分解（失去水或失去氨氣）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查一水硫酸四氨合銅合成的方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，注意把握實(shí)驗(yàn)操作原理，把握題給信息，掌握實(shí)驗(yàn)操作方法，學(xué)習(xí)中注意積累．