Question

17．CuCl常用作有機合成催化劑，實驗室以初級銅礦粉（主要含Cu₂S及少量Fe₂O₃、FeO等）為原料制備活性CuCl．實驗過程如圖：

（1）“酸浸”中，加入稀H₂SO₄不宜過量太多的原因是避免“除雜”步驟消耗更多的氨水和NH₄HCO₃．
（2）已知：Cu（OH）₂可溶于氨水形成深藍色[Cu（NH₃）₄]²⁺溶液．
①“分解”實驗條件及現(xiàn)象如表所示．

序號	溫度/℃	壓強/kPa	時間/min	殘液顏色
A	110	101.3	60	淺藍色
B	100	74.6	40	很淺
C	90	60.0	30	無色透明

則“分解”實驗條件應(yīng)選C（填序號）．
②“分解”生成的NH₃可以回收利用．在實驗室用圖裝置來收集NH₃，當集氣瓶收集滿NH₃時觀察到的現(xiàn)象是漏斗中的液面忽上忽下．

（3）CuCl易氧化，K_sp（CuCl）=1.2×10^-6．“合成”中生成CuCl的離子方程式為SO₂+2CuO+2Cl^-═2CuCl+SO₄^2-；請補充從“合成”所得混合物中得到CuCl的實驗操作步驟：過濾、洗滌、真空干燥或隔絕空氣干燥
（4）請補充“除雜”步驟中分別回收Fe（OH）₃和MnCO₃的實驗方案：向“濾液Ⅰ”中邊攪拌邊滴加氨水至溶液pH為[3.2，4.7），將所得沉淀過濾、洗滌、干燥得Fe（OH）₃．再向濾液中邊攪拌邊滴加氨水和碳酸氫銨混合溶液至pH=10，有大量MnCO₃沉淀生成，將沉淀過濾、洗滌、干燥得MnCO₃．
【已知：pH=3.2時，F(xiàn)e（OH）₃沉淀完全；pH=4.7時，Cu（OH）₂開始沉淀；pH=10時，MnCO₃沉淀完全】

Answer 1

分析 初級銅礦粉（主要含Cu₂S及少量Fe₂O₃、FeO等）中加入稀硫酸、二氧化錳，Cu₂S和二氧化錳、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為Cu₂S+2MnO₂+8H⁺=2Cu²⁺+2Mn²⁺+S+4H₂O，雜質(zhì)FeO、Fe₂O₃分別與稀硫酸反應(yīng)離子方程式為2FeO+2MnO₂+8H⁺=2Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O、Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，過濾生成的S；向濾液中加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，鐵離子生成Fe（OH）₃沉淀，加入碳酸氫銨，得到MnCO₃沉淀，過濾，得到的濾液中含有Cu（NH₃）₄CO₃，加熱Cu（NH₃）₄CO₃得到CuO，反應(yīng)方程式為Cu（NH₃）₄CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+4NH₃↑+CO₂↑，CuO與鹽酸、二氧化硫反應(yīng)：SO₂+2CuO+2Cl^-═2CuCl+SO₄^2-，經(jīng)過過濾、洗滌、真空干燥或隔絕空氣干燥得產(chǎn)品，
（1）硫酸與氨水、碳酸氫銨反應(yīng)；
（2）①分解Cu（NH₃）₄CO₃應(yīng)選擇將銅元素盡可能多的生成CuO中，而不是留在溶液中；
②根據(jù)氨氣的溶解性與氣壓分析；
（3）CuO與二氧化硫生成CuCl和硫酸根離子，CuCl易被氧化，真空干燥或隔絕空氣干燥；
（4）根據(jù)金屬離子沉淀的pH，分析可得．

解答 解：（1）避免“除雜”步驟消耗更多的氨水和NH₄HCO₃，故酸浸中，加入稀H₂SO₄不宜過量太多；
故答案為：避免“除雜”步驟消耗更多的氨水和NH₄HCO₃；
（2）①由表可知，C中時間較短，蒸氨效果較好；
故答案為：C；
②在實驗室用圖2裝置來收集當集氣瓶收集滿氨時，氨氣極易溶于水，使漏斗中氣壓減小，液面上升，上升后，漏斗與燒杯中液體分離，液面又下降，故現(xiàn)象是漏斗中的液面忽上忽下；
故答案為：漏斗中的液面忽上忽下；
（3）二氧化硫與銅離子反應(yīng)生成CuCl沉淀的反應(yīng)，離子方程式為：SO₂+2CuO+2Cl^-═2CuCl+SO₄^2-；CuCl易被氧化，故用過濾、洗滌、真空干燥或隔絕空氣干燥得產(chǎn)品；
故答案為：SO₂+2CuO+2Cl^-═2CuCl+SO₄^2-；真空干燥或隔絕空氣干燥；
（4）根據(jù)已知回收Fe（OH）₃和MnCO₃的實驗方案：向“濾液Ⅰ”中邊攪拌邊滴加氨水至溶液pH為[3.2，4.7），將所得沉淀過濾、洗滌、干燥得Fe（OH）₃．再向濾液中邊攪拌邊滴加氨水和碳酸氫銨混合溶液至pH=10，有大量MnCO₃沉淀生成，將沉淀過濾、洗滌、干燥得MnCO₃；
故答案為：邊攪拌邊滴加氨水至溶液pH為[3.2，4.7），將所得沉淀過濾、洗滌、干燥得Fe（OH）₃．再向濾液中邊攪拌邊滴加氨水和碳酸氫銨混合溶液至pH=10，有大量MnCO₃沉淀生成，將沉淀過濾、洗滌、干燥得MnCO₃．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，側(cè)重考查學生獲取信息、利用信息及元素化合物性質(zhì)解答問題能力，涉及氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)分離提純等知識點，明確元素化合物性質(zhì)、化學反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，注意分析流程圖中各個階段發(fā)生的反應(yīng)及各物質(zhì)成分，題目難點中等．