Question

一水硫酸四氨合銅（Ⅱ）的化學式為[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O是一種重要的染料及農藥中間體．某學習小組在實驗室以氧化銅為主要原料合成該物質，設計的合成路線如圖1：

相關信息如下：
①溶液B為[Cu（NH₃）₄]SO₄、（NH₄）₂SO₄混合溶液；
②（NH₄）₂SO₄在水中可溶，在乙醇中難溶；
③[Cu（NH₃）₄]SO₄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；
④[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O受熱易失水分解，[Cu（NH₃）₄]SO₄溶液受熱易轉化為Cu（OH）₂或堿式硫酸銅[Cu₂（OH）₂SO₄]沉淀；
請根據(jù)以上信息回答下列問題：
（1）請寫①的化學反應方程式________．
（2）方案1的實驗步驟為：
a．加熱蒸發(fā)　　b．冷卻結晶　　c．過濾　　d．洗滌　　 e．干燥
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，產(chǎn)生該雜質的原因是________．
（3）方案2的實驗步驟為：
a．向溶液B加入適量________，b．________，c．洗滌，d．干燥．
①請在上述空格內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________．
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________．

Answer 1

解：（1）硫酸和氧化銅反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；故答案為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（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）₂或Cu₂（OH）₂SO₄雜質，產(chǎn)生該雜質的原因是加熱蒸發(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．
故答案為：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂SO₄；加熱蒸發(fā)過程中NH₃揮發(fā)，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且Cu²⁺發(fā)生水解；
（3）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]SO₄?H₂O的溶解度降低，為了得到Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，應向溶液C中加入適量乙醇，然后進行抽濾；
故答案為：乙醇；抽濾（或吸濾、減壓過濾）；
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]SO₄?H₂O的溶解度降低，為了減少
Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O的損失，應降低Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O的溶解度，所以應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）．
分析：（1）根據(jù)硫酸和氧化銅反應生成硫酸銅和水進行解答；
（2）根據(jù)氨氣具有揮發(fā)性，物質的電離是吸熱過程，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)生雜質進行解答；
（3）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數(shù)的增大而減小，為了減少[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O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]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．
點評：化學平衡移動、結晶等方式都是和實驗有密切聯(lián)系，在高考復習中盡量還原、復原課本實驗，盡量將課本實驗綜合化是重要的復習思路．實驗題是理綜考試的必考題，而實驗題也經(jīng)常被我們認為是“最熟悉的陌生人”．分析近年來高考化學實驗題，可以發(fā)現(xiàn)幾乎所有試題均取材于自教材上的實驗，特別是來自“實驗化學”中的內容．認真復習課本中的實驗，弄清實驗原理、目的、要求、步驟和注意事項等實驗基礎知識，并能做到舉一反三，是我們做好實驗復習的保證．