Question

3．一水合硫酸四氨合銅（Ⅱ）[Cu（NH₃）₄]SO₄）•H₂O為深藍(lán)色晶體，在工業(yè)上用途廣泛，常用作殺蟲(chóng)劑、媒染劑．某學(xué)習(xí)小組探究制備該晶體并測(cè)定其組成的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
（Ⅰ）晶體的制備原理及流程：
CuSO₄+4NH₃+H₂O═[Cu（NH₃）₄]SO₄）•H₂O
回答下列問(wèn)題：
（1）無(wú)水乙醇的作用降低其溶解性，有利于晶體的析出；烘干晶體的溫度性質(zhì)60℃的原因是溫度過(guò)高受熱晶體會(huì)分解；
（2）實(shí)驗(yàn)制得產(chǎn)物晶體中往往有Cu₂（OH）₂SO₄雜質(zhì)，分析產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因可能是銅離子發(fā)生水解；
（Ⅱ）晶體中溶解于酸性溶液中，加入NaI溶液，Cu²⁺可與I作用產(chǎn)生I₂和白色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂，再用Na₂S₂O₃溶液滴定I₂，即可得Cu²⁺含量；
（Ⅲ）晶體中氮含量的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，稱取0.9380g[Cu（NH₃）_x]SO₄•H₂O晶體[M=（178+17x）g/mol]于錐形瓶a中，通過(guò)分液漏斗向錐形瓶a中滴加10%NaOH溶液，用1.000mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定b中剩余的HCl．
（4）滴定管讀數(shù)如圖所示，消耗標(biāo)準(zhǔn)液16.00mL；[Cu（NH₃）_x]SO₄•H₂O中x=3.56，推測(cè)測(cè)量值（x）比理論值偏小的原因是加入的NaOH溶液不足，沒(méi)有加熱（或生成的氨氣沒(méi)有完全逸出）；
（Ⅳ）SO₄^2-含量的測(cè)定--沉淀法
（5）稱取一定質(zhì)量的試樣，加稀鹽酸溶解，將BaCl₂加入溶液中，靜置得到BaSO₄沉淀，檢驗(yàn)沉淀已完全的操作為靜置，向上層清液中加入少量BaCl₂溶液，若無(wú)沉淀生成，則說(shuō)明沉淀完全．

Answer 1

分析 （1）[Cu（NH₃）₄]SO₄）•H₂O晶體易溶于水，不溶于乙醇，加熱晶體易分解；
（2）實(shí)驗(yàn)制得產(chǎn)物晶體中往往有Cu₂（OH）₂SO₄雜質(zhì)，分析產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因可能銅離子發(fā)生水解；
（Ⅱ）銅離子被I^-還原為亞銅離子，碘離子被氧化為I₂，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒書(shū)寫(xiě)；
（4）根據(jù)滴定管讀數(shù)用開(kāi)始-結(jié)束計(jì)算消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積；Cu（NH₃）_xSO₄•H₂O與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氨氣被鹽酸吸收，再用氫氧化鈉滴定剩余的鹽酸，根據(jù)消耗的氫氧化鈉求出與氨氣反應(yīng)的鹽酸，以及氨氣的物質(zhì)的量，根據(jù)晶體與氨氣的物質(zhì)的量的關(guān)系求出x；若生成的氨氣偏少或氨氣沒(méi)有完全逸出，則氨氣的物質(zhì)的量偏小，x值偏小；
（5）SO₄^2-離子和Ba²⁺離子反應(yīng)會(huì)生成白色不溶于硝酸的白色沉淀；

解答 解：（1）用無(wú)水乙醇溶解，降低其溶解性，有利于晶體的析出，溫度過(guò)高加熱過(guò)程中晶體受熱分解，所以無(wú)水乙醇的作用降低其溶解性，有利于晶體的析出；烘干晶體的溫度為60℃的原因是溫度過(guò)高受熱晶體會(huì)分解，故答案為：降低其溶解性，有利于晶體的析出；溫度過(guò)高受熱晶體會(huì)分解；
（2）實(shí)驗(yàn)制得產(chǎn)物晶體中往往有Cu₂（OH）₂SO₄雜質(zhì)，說(shuō)明有氫氧根離子被結(jié)合，即可能為銅離子發(fā)生水解，故答案為：銅離子發(fā)生水解；
（Ⅱ）銅離子被I^-還原為亞銅離子，碘離子被氧化為I₂，則離子方程式為；2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；故答案為：2Cu²⁺+4I^-═2CuI↓+I₂；：
（4）由滴定管讀數(shù)如圖所示，滴定管讀數(shù)開(kāi)始為0.10ml，結(jié)束為16.10，所以消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積為16.10-0.10=16.00ml；滴定消耗的氫氧化鈉為n（NaOH）=cV=1.000mol/L×0.01600L=0.01600mol，則與氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸為0.01600mol，與氨氣反應(yīng)的鹽酸為：1.000mol/L×0.0300L-0.01600mol=0.014000mol，所以氨氣的物質(zhì)的量為0.014000mol；
由（NH₃）_xSO₄•H₂O～xNH₃，
1                   x
$\frac{0.9380}{178+17x}$mol   0.014000mol
$\frac{0.9380}{178+17x}$=$\frac{0.014}{x}$
解得：x=3.56；
若加入的NaOH溶液不足，Cu（NH₃）_xSO₄沒(méi)有完全反應(yīng)，生成的氨氣偏少，若沒(méi)有加熱則生成氨氣不能從溶液中揮發(fā)出來(lái)，會(huì)使鹽酸中吸收的氨氣偏少，或氨氣沒(méi)有完全逸出，氨氣的物質(zhì)的量偏小，則x值偏��；
故答案為：16.00；3.56；加入的NaOH溶液不足，沒(méi)有加熱（或生成的氨氣沒(méi)有完全逸出）；
（5）根據(jù)SO₄^2-離子和Ba²⁺離子反應(yīng)會(huì)生成白色不溶于硝酸的白色沉淀來(lái)檢驗(yàn)，操作方法為：靜置，向上層清液中加入少量BaCl₂溶液，若無(wú)沉淀生成，則說(shuō)明沉淀完全，
故答案為：靜置，向上層清液中加入少量BaCl₂溶液，若無(wú)沉淀生成，則說(shuō)明沉淀完全．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)組成的測(cè)定，題目難度中等，試題綜合性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)較全面，正確理解制備原理為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力、計(jì)算能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>