Question

13．硝酸銅是一種重要的化工原料，實驗室以含鐵的銅屑為原料制備硝酸銅的過程如下，請按要求回答問題
（I）以含鐵的銅屑為原料制備Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O的實驗過程如下：
銅屑（含鐵）$→_{步驟Ⅰ}^{稀過量HNO_{3}}$溶液Ⅰ$→_{步驟Ⅱ}^{加入X}$溶液II…→Cu（NO₃）₂•3H₂O
已知幾種離子生物生成氫氧化物沉淀的pH如表

	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Cu2+	4.7	6.7

（1）銅與稀HNO₃反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
（2）請補充完整由溶液I制備Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體的實驗方案：
①往溶液I中加入物質x，調節(jié)溶液的pH，其中物質X的化學式為：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃，調節(jié)溶液的pH范圍為：3.2≤pH＜4.7，若加入的物質X太少，溶液II中會含有較多的雜質離子，檢驗溶液II中含有較多該雜
質離子的實驗操作方法是：取少量溶液II于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明溶液II中含有較多雜質離子
②溶液II經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾，用冰水洗滌，干燥得到
Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體．
（II）用Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體和SOC1₂制備無水Cu （ NO₃ ） ₂的實驗裝置（夾持及控提裝置省略）如圖所示，已知SOC1₂熔點為-105℃，沸點為76℃，遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體：
（1）①儀器c的名稱是：三頸燒瓶．
②裝置A中使用恒壓滴液漏斗的優(yōu)點是：維持滴液漏斗內(nèi)部與三頸燒瓶中氣體壓強相等，便于溶液順利滴下
（2）裝置A中Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體和SOC1₂在加熱條件下發(fā)生反應的化學方程式是：Cu（NO₃）₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+6HCl↑．

Answer 1

分析 以含鐵的銅屑為原料制備硝酸銅：向含鐵的銅屑中加入過量的稀硝酸，發(fā)生的反應為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，溶液Ⅰ為硝酸鐵、硝酸銅的溶液，向其中加入CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃調節(jié)溶液的pH3.2～4.7，沉淀鐵離子與銅離子分離，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、用冰水洗滌，干燥得Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體，將Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體和SOC1₂在加熱條件下于A裝置中發(fā)生反應：Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu （ NO₃ ） ₂+3SO₂↑+6HCl↑，用氫氧化鈉吸收尾氣，據(jù)此分析解答．

解答 解：Ⅰ（1）銅與稀HNO₃反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）①溶液Ⅰ為硝酸鐵、硝酸銅的溶液，向其中加入CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃調節(jié)溶液的pH，目的是沉淀全部鐵離子而銅離子不沉淀與之分離，故pH范圍為3.2≤pH＜4.7，
若加入的CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃太少，溶液II中會含有較多的雜質離子鐵離子，檢驗溶液II中含有較多鐵離子的方法為：取少量溶液II于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明溶液II中含有較多雜質離子；
故答案為：CuO或Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃；3.2≤pH＜4.7；取少量溶液II于試管中，滴入幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明溶液II中含有較多雜質離子；
②溶液II為硝酸銅溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、用冰水洗滌，干燥得Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；
Ⅱ（1）①根據(jù)儀器構造可知儀器c為三頸燒瓶；
故答案為：三頸燒瓶；
②恒壓滴液漏斗可維持滴液漏斗內(nèi)部與三頸燒瓶中氣體壓強相等，便于溶液順利滴下；
故答案為：維持滴液漏斗內(nèi)部與三頸燒瓶中氣體壓強相等，便于溶液順利滴下；
（2）SOC1₂遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體，可帶走Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O晶體中的水分，故Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O和SOC1₂在加熱條件下生成無水Cu （ NO₃ ） ₂，化學反應方程式為：Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu （ NO₃ ） ₂+3SO₂↑+6HCl↑；
故答案為：Cu （ NO₃ ） ₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu （ NO₃ ） ₂+3SO₂↑+6HCl↑．

點評 本題考查了物質的制備，涉及了元素的相關性質，實驗設計，操作控制，方程式的書寫等，要求學生對物質基本性質的掌握，并加以靈活運用，題目難度中等．