【題目】一水硫酸四氨合銅()的化學式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一種重要的染料及農(nóng)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(zhì),設計的合成路線為:

相關信息如下:

[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

(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中難溶。

[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(shù)的變化曲線示意圖如圖

請根據(jù)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(fā),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(nèi)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(chǎn)物晶體中往往含有_____雜質(zhì),產(chǎn)生該雜質(zhì)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(nèi)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。

【答案】BCD CuOH2Cu2(OH)2SO4 加熱蒸發(fā)時NH3揮發(fā),使[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡往右移動,且Cu2+發(fā)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23 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(fā)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(jù)抽濾操作的規(guī)范要求可知,在搭裝置時濾紙應比漏斗內(nèi)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(jù)此答題;

②氨氣具有揮發(fā)性,物質(zhì)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(chǎn)生雜質(zhì);

(2)①根據(jù)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(shù)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(jù)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(shù)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(fā),b.冷卻結晶,c.抽濾,d.洗滌,e.干燥。

①根據(jù)抽濾操作的規(guī)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(nèi)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(chǎn)物晶體中往往含有Cu(OH)2Cu2(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[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡向右移動,且Cu2+發(fā)生水解;

(2)①根據(jù)Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的變化曲線示意圖知,隨著乙醇體積分數(shù)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(jù)Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數(shù)的變化曲線示意圖知,隨著乙醇體積分數(shù)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23次;

[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)。

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實驗編號

實驗目的

T/

NO初始濃度/(mol/L)

CO初始濃度/(mol/L)

同種催化劑的比表面積/(m2/g)

c(CO)不變時所用的時間/min

參照實驗

280

6.50×10-5

4.00×10-3

80

t

280

6.50×10-3

4.00×10-3

120

0.5t

360

6.50×10-3

4.00×10-3

80

0.2t

(結論)

實驗編號Ⅱ的實驗目的為______________。

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A.放電過程中OH-通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)

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C.放電時負極反應為Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

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化學鍵

C—H

H—H

H—O

鍵能kJ/mol

b

c

d

(1)寫出甲烷的結構式___________

(2)C=O的鍵能為_______________kJ/mol (用含a、b、c、d的式子表示)

(3)恒溫條件下,在體積恒為0.5L的密閉容器中通入一定量甲烷和水蒸氣,發(fā)生上述反應。測得甲烷物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示。010min內(nèi)用H2O的濃度表示該反應的平均速率為ν(H2O)= _____________

時間/min

0

10

20

40

50

60

n(CH4)/mol

0.50

0.35

0.25

0.10

0.10

0.10

(4)恒溫恒容情況下,下列敘述能說明此反應達到平衡狀態(tài)的是_______________。

a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變 bCO2H2的體積分數(shù)比為14

c.混合氣體的密度保持不變 d1mol CO2生成的同時有4mol H-H鍵斷裂

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下列說法不正確的是( )

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B. 交聯(lián)劑a的結構簡式是

C. 形成網(wǎng)狀結構的過程發(fā)生了加聚反應

D. PAA的高吸水性與—COONa有關

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