Question

9．謝弗勒爾鹽（Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O）是一種深紅色固體，不溶于水和乙醇，100℃時(shí)發(fā)生分解．可由CuSO₄•5H₂O和SO₂等為原料制備，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：
（1）裝置A在常溫下制取SO₂時(shí)，用較濃的硫酸而不用稀硫酸，其原因是二氧化硫易溶于水．
（2）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Cu²⁺+3SO₂+6H₂O=Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O↓+8H⁺+SO₄^2-．
（3）裝置C的作用是防止倒吸．
（4）從B中獲得的固體需先用蒸餾水充分洗滌，再真空干燥．
①檢驗(yàn)洗滌已完全的方法是取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全．
②不用烘干的方式得到產(chǎn)品，其原因是防止謝弗勒爾鹽發(fā)生分解．
（5）請(qǐng)補(bǔ)充完整由工業(yè)級(jí)氧化銅（含少量FeO）制備實(shí)驗(yàn)原料（純凈CuSO₄•5H₂O）的實(shí)驗(yàn)方案：向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，邊攪拌邊向其中滴入H₂O₂溶液，加入適量純凈的CuO[或Cu（OH）₂]調(diào)節(jié)3.2＜pH＜4.2，靜置，過(guò)濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，用95%酒精洗滌晶體2～3次，晾干，得到CuSO₄•5H₂O．
[已知：①該溶液中氫氧化物開(kāi)始沉淀與沉淀完全時(shí)的pH范圍分別為：Fe（OH）₂（5.8，8.8）；Cu（OH）₂（4.2，6.7）；Fe（OH）₃（1.1，3.2）．②在水溶液中超過(guò)100℃，硫酸銅晶體易失去結(jié)晶水．③硫酸銅晶體溶解度曲線如圖2所示]．

Answer 1

分析 裝置A由濃硫酸和亞硫酸鈉制備二氧化硫，與硫酸銅溶液在60℃′～80℃條件下裝置B中反應(yīng)生成謝弗勒爾鹽（Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O），D裝置用來(lái)吸收未反應(yīng)完的二氧化硫有毒氣體，
（1）二氧化硫易溶于水，用濃硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的溢出；
（2）裝置B中為硫酸銅與二氧化硫生成產(chǎn)物的反應(yīng)；
（3）裝置C為安全瓶，防倒吸；
（4）①產(chǎn)物若未洗滌干凈，則表面含有硫酸根離子，檢驗(yàn)硫酸根離子即可；
②謝弗勒爾鹽受熱易分解，不能烘干；
（5）由工業(yè)級(jí)氧化銅（含少量FeO）制備實(shí)驗(yàn)原料（純凈CuSO₄•5H₂O），向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，得到硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液，需將亞鐵離子除去，根據(jù)題目中信息，亞鐵離子以沉淀形式除去時(shí)銅離子有損失，而鐵離子完全沉淀時(shí)對(duì)銅離子無(wú)損失，則應(yīng)先將亞鐵離子氧化為鐵離子，考慮不加入新雜質(zhì)，應(yīng)選擇雙氧水，再調(diào)節(jié)PH將鐵離子沉淀過(guò)濾，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得到CuSO₄•5H₂O．

解答 解：裝置A由濃硫酸和亞硫酸鈉制備二氧化硫，與硫酸銅溶液在60℃′～80℃條件下裝置B中反應(yīng)生成謝弗勒爾鹽（Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O），D裝置用來(lái)吸收未反應(yīng)完的二氧化硫有毒氣體，
（1）二氧化硫易溶于水，用濃硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的溢出；
故答案為：二氧化硫易溶于水；
（2）裝置B中硫酸銅與二氧化硫生成產(chǎn)物Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O的反應(yīng)，銅元素化合價(jià)有降低到+1價(jià)，則二氧化硫中硫元素升價(jià)到+6價(jià)，則該離子方程式為：3Cu²⁺+3SO₂+6H₂O=Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O↓+8H⁺+SO₄^2-；
故答案為：3Cu²⁺+3SO₂+6H₂O=Cu₂SO₃•CuSO₃•2H₂O↓+8H⁺+SO₄^2-；
（3）裝置C為安全瓶，防倒吸；
故答案為：防止倒吸；
（4）①產(chǎn)物若未洗滌干凈，則表面含有硫酸根離子，檢驗(yàn)硫酸根離子即可，檢驗(yàn)硫酸根離子的方法為：取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全；
故答案為：取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全；
②由題可知，謝弗勒爾鹽受熱易分解，不能烘干；
故答案為：防止謝弗勒爾鹽發(fā)生分解；
（5）由工業(yè)級(jí)氧化銅（含少量FeO）制備實(shí)驗(yàn)原料（純凈CuSO₄•5H₂O），向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，得到硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液，需將亞鐵離子除去，根據(jù)題目中信息，亞鐵離子以沉淀形式除去時(shí)銅離子有損失，而鐵離子完全沉淀時(shí)對(duì)銅離子無(wú)損失，則應(yīng)先將亞鐵離子氧化為鐵離子，考慮不加入新雜質(zhì)，應(yīng)選擇雙氧水，再調(diào)節(jié)PH將鐵離子沉淀，故操作為：向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，邊攪拌邊向其中滴入H₂O₂溶液，加入適量純凈的CuO[或Cu（OH）₂]調(diào)節(jié)3.2＜pH＜4.2，靜置，過(guò)濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，用95%酒精洗滌晶體2～3次，晾干，得到CuSO₄•5H₂O；
故答案為：邊攪拌邊向其中滴入H₂O₂溶液，加入適量純凈的CuO[或Cu（OH）₂]調(diào)節(jié)3.2＜pH＜4.2，靜置，過(guò)濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備，分離提純，方程式的書寫，為高考�？碱}型，題目難度中等，做此類型題目時(shí)要注意對(duì)題目信息的提取，結(jié)合已學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)作答．