Question

【題目】某實驗小組擬用堿性爛版液（主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2和Cu(OH)2）為原料制取摩爾鹽，并回收銅單質(zhì)，設(shè)計流程如下：

已知溫度超過60℃時，FeSO4在溶液中易形成FeSO4·H2O白色晶體，且一旦產(chǎn)生則難以消失。摩爾鹽能溶于水，難溶于乙醇。

請回答下列問題：

（1）寫出[Cu(NH3)4]Cl2與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式________。

（2）實驗中第一步所用硫酸濃度為4 mol/L，不能太小，原因是________。

（3）關(guān)于該實驗過程的下列說法中正確的是________。

A．所加鐵粉應(yīng)該現(xiàn)用飽和碳酸鈉溶液浸泡除去表面的油污，然后用傾析法分離，傾析法操作如圖所示

B．溶液A與鐵粉反應(yīng)溫度若高于60℃，會導(dǎo)致回收的銅不純凈

C．硫酸銨的用量，可以由溶解的鐵粉的量決定，即溶解1 mol鐵粉，則所加硫酸銨也約為1 mol

D．溶液B的pH控制在5-6之間，若pH過高，可用硫酸調(diào)節(jié)，以抑制Fe2+水解。

（4）為從溶液C得到較純的摩爾鹽，請選擇下列合適的操作并排序________。

①用少量冰水洗滌 ②蒸發(fā)至較多晶體出現(xiàn) ③溶液中加入無水乙醇 ④抽濾⑤冷卻結(jié)晶 ⑥干燥

（5）如何檢驗?zāi)�爾鹽已經(jīng)洗滌干凈________。

（6）為了測定產(chǎn)品中摩爾鹽(M = 392 g/mol)的含量，某同學(xué)用分析天平稱取5.220 g的產(chǎn)品置于錐形瓶中，加適量去氧水溶解后用0.085 mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，滴定時讀數(shù)如圖，測得產(chǎn)品純度為________。

Answer 1

【答案】Cu(NH3)42+ + 4H+ = Cu2+ + 4NH4+ 若硫酸濃度太小，反應(yīng)速率太慢，產(chǎn)量不高，摩爾鹽析出困難； BD ③④①⑥ 取最后一次洗滌液，加入過量硝酸鋇溶液，靜置，在上層清液中滴加硝酸銀溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈 83.3%

【解析】

（1）[Cu(NH3)4]Cl2為絡(luò)合物，在水溶液中可電離[Cu(NH3)4]2+與Cl-，據(jù)此分析與稀硫酸反應(yīng)方程式；

（2）反應(yīng)物的濃度太小，會影響反應(yīng)速率，據(jù)此分析作答；

（3）A. 傾入溶液時，應(yīng)讓溶液沿著玻璃棒流入漏斗中；

B. 溫度超過60℃時，FeSO4在溶液中易形成FeSO4·H2O白色晶體；

C. 根據(jù)元素守恒與參與物質(zhì)之間的關(guān)系式進行分析；

D. 溶液B中含有Fe2+，Fe2+在水溶液中可水解；

（4）根據(jù)題設(shè)信息，采用抽濾的方法分離摩爾鹽；

（5）通過檢驗洗滌液是否含有硫酸根離子與氯離子來確定摩爾鹽已經(jīng)洗滌干凈；

（6）根據(jù)高錳酸根離子與亞鐵離子的反應(yīng)方程式及高錳酸鉀的物質(zhì)的量來計算出產(chǎn)品中摩爾鹽的純度。

（1）[Cu(NH3)4]Cl2與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為：Cu(NH3)42+ + 4H+ = Cu2+ + 4NH4+，

故答案為：Cu(NH3)42+ + 4H+ = Cu2+ + 4NH4+；

（2）若第一步硫酸的濃度太小，會是反應(yīng)速率降低，同時影響摩爾鹽的析出量，因此其原因為：若硫酸濃度太小，反應(yīng)速率太慢，產(chǎn)量不高，摩爾鹽析出困難，

故答案為：若硫酸濃度太小，反應(yīng)速率太慢，產(chǎn)量不高，摩爾鹽析出困難；

（3）A．所加鐵粉應(yīng)該現(xiàn)用飽和碳酸鈉溶液浸泡除去表面的油污，然后用傾析法分離時，騎操作過程需要用玻璃棒引流，故A項錯誤；

B. 溶液A與鐵粉反應(yīng)溫度若高于60℃，FeSO4在溶液中易形成FeSO4·H2O白色晶體，且一旦產(chǎn)生則難以消失，最終固體乙中回收的銅不純凈，故B項正確；

C. 所得的溶液B中陰離子一部分是硫酸根離子，一部分是氯離子，則溶解的鐵粉是1 mol時，加入的硫酸銨的物質(zhì)的量應(yīng)小于1 mol，故C項錯誤；

D. 溶液B的Fe2+易發(fā)生水解，硫酸調(diào)節(jié)pH在5-6之間，可抑制Fe2+水解，故D項正確；

答案選BD；

（4）根據(jù)題中已知信息可知，若想從溶液C得到較純的摩爾鹽，可將摩爾鹽與無水乙醇混合后抽濾，其操作步驟為：③④①⑥，

故答案為：③④①⑥；

（5）若最后一次洗滌液中無硫酸根離子、氯離子的存在，則證明已洗滌干凈，其操作方法如下：取最后一次洗滌液，加入過量硝酸鋇溶液，靜置，在上層清液中滴加硝酸銀溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈，

故答案為：取最后一次洗滌液，加入過量硝酸鋇溶液，靜置，在上層清液中滴加硝酸銀溶液，若無沉淀產(chǎn)生，則已洗凈；

（6）通過讀數(shù)，可以看出待測液消耗的高錳酸鉀的體積為：26.10 mL-0.00 mL = 26.10 mL，

則消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.085 mol/L×26.10×10-3 L = 0.0022 mol，

根據(jù)反應(yīng)：5Fe2++MnO4+8H+ ═ 5Fe3+ +Mn2+ +4H2O，硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為：0.0022 mol×5 = 0.011 mol，

所以樣品中含有的摩爾鹽的質(zhì)量為：392 g/mol×0.011 mol = 4.348 g，

FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)為：×100% = 83.3%，

故答案為：83.3%。