Question

16．一水硫酸四氨合銅（II）的化學式為SO₄•H₂O合成路線如圖1：

己知：²⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+4NH₃（aq）；（NH₄）₂SO₄在水中可溶，在乙醇中難溶；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2：
（1）流程圖中氣體X的主要成分SO₂（O₂）（填化學式），步驟1需要加什么酸硫酸（填名稱）．
（2）有同學提出：從溶液D到產品的步驟2，可以采用的操作方法依次是：加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、抽濾、洗滌、干燥．請評價其合理性，并說明理由不合理，加熱蒸發(fā)，溫度升高，NH₃放出，會促進[Cu（NH₃）₄]²⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+4NH₃（aq）平衡正移，Cu²⁺水解，使得到的產物晶體會含有雜質[Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄等；請另外再提出一種合理的實驗方案向溶液D中加入適量乙醇，再過濾、洗滌、干燥（不要求具體的實驗步驟）．
（3）抽濾裝置如圖3所示，該裝置中的錯誤之處是布氏漏斗的瓶口斜面未朝向抽濾瓶的支管口；抽濾完畢或中途需停止抽濾時，應先斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，然后關閉抽氣裝置中的水龍頭．

Answer 1

分析 輝銅礦Cu₂S（主要雜質Fe₃O₄）通入氧氣充分煅燒，發(fā)生反應：Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂，則氣體X為二氧化硫與過量的氧氣，固體B為CuO、Fe₃O₄，加入硫酸得到含有Cu²⁺、Fe³⁺的溶液，加入過量氨水，可得到[Cu（NH₃）₄]²⁺和Fe（HO）₃，過濾，向含有[Cu（NH₃）₄]²⁺的濾液中加入適量乙醇，再過濾、洗滌、干燥，得產品一水硫酸四氨合銅，據(jù)此分析作答．

解答 解：（1）輝銅礦通入氧氣充分煅燒，發(fā)生反應：Cu₂S+2O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CuO+SO₂，則氣體X為二氧化硫與過量的氧氣，固體B為CuO、Fe₃O₄，經過步驟1得到含有Cu²⁺、Fe³⁺的溶液，為不引入雜質，故應加硫酸；
故答案為：SO₂（O₂）；硫酸；
（2）溶液D為含有[Cu（NH₃）₄]²⁺的溶液，加熱蒸發(fā)，溫度升高，NH₃放出，會促進²⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+4NH₃（aq）平衡正移，Cu²⁺水解，使得到的產物晶體會含有雜質Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂ SO₄等；由題）；Cu（NH₃）₂SO₄在水中可溶，在乙醇中難溶，向溶液D中加入適量乙醇，再過濾、洗滌、干燥；
故答案為：不合理，加熱蒸發(fā)，溫度升高，NH₃放出，會促進[Cu（NH₃）₄]²⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+4NH₃（aq）平衡正移，Cu²⁺水解，使得到的產物晶體會含有雜質[Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂ SO₄等；向溶液D中加入適量乙醇，再過濾、洗滌、干燥；
（3）題目圖3所示裝置為抽濾裝置，裝置中存在的錯誤是：布氏漏斗的頸口斜面未朝向抽濾瓶的支管口，這樣不利于吸濾．抽濾完畢或中途停止抽濾時，應先斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，然后關閉抽氣裝置中的水龍頭；
故答案為：布氏漏斗的瓶口斜面未朝向抽濾瓶的支管口；斷開連接安全瓶與抽氣裝置間的橡皮管，關閉抽氣裝置中的水龍頭．

點評 本題考查物質的制備，為高考常見題型，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，題目涉及化學平衡移動、結晶方式的分析等，弄清實驗原理、目的、要求、步驟和注意事項是解題的關鍵，中等難度．