Question

13．絡氨銅[Cu（NH₃）₄]SO₄是一種重要的染料及農藥中間體．已知：①以氧化銅為主要原料合成該物質的合成路線如圖1：

②絡氨銅在乙醇-水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分數的變化曲線示意圖如圖2．
③（NH₄）₂SO₄在水中可溶，在乙醇中難溶．
請根據以上信息回答下列問題：
（1）由CuO制出的CuSO₄溶液中常含有 Fe₂（SO₄）₃雜質，請設計一個可行方案，檢驗CuSO₄溶液中是否含有Fe³⁺：取適量溶液，滴加KSCN溶液，如果溶液變紅，說明含有Fe³⁺，反之則無．
（2）[Cu（NH₃）₄]SO₄ 在水中存在如下解離過程：[Cu（NH₃）₄]SO₄═[Cu（NH₃）₄]²⁺（深藍色離子）+SO₄^2-；[Cu（NH₃）₄]²⁺Cu²⁺+4NH₃．請寫出在CuSO₄溶液中逐滴加入氨水至過量的反應現象：隨著氨水的滴入，產生藍色絮狀沉淀，氨水過量后，藍色沉淀又溶解，溶液變深藍色．
（3）①方案1的實驗步驟為：加熱蒸發→冷卻結晶→過濾洗滌→干燥．該方案存在明顯缺陷，因為得到的產物晶體往往含有Cu₂（OH）₂SO₄雜質，產生該雜質的原因是加熱蒸發過程中NH₃揮發，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且Cu²⁺發生水解．
②方案2是較為理想的結晶方案，先向溶液C加入適量無水乙醇（填物質名稱），再過濾、洗滌、干燥即可得到較純凈的晶體．下列選項中，最適合作為濾出晶體洗滌液的是C．
A．乙醇           B． 蒸餾水      C．乙醇和水的混合液      D．飽和硫酸鈉溶液
洗滌沉淀的操作方法是用膠頭滴管吸收少量乙醇溶液滴在固體上至浸沒固體，待洗液濾出后，重復2～3次．
（4）氨含量的測定：準確稱取a g絡氨銅樣品，加入過量NaOH溶液微熱，使NH₃充分釋放，并被準確量取的30.00mL 0.5000mol．L^-1HCl溶液充分吸收．吸收液用0.1200mol•L^-1的NaOH溶液滴定，消耗的NaOH溶液的體積為V L，則絡氨銅樣品中氨的質量分數為$\frac{17（0.015-0.12V）}{a}$（用含a、V的字母表達）．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺遇KSCN溶液變血紅色，據此檢驗Fe³⁺；
（2）CuSO₄溶液中逐滴加入氨水先生成氫氧化銅，再加過量的氨水氨水與氫氧化銅生成銅氨絡離子；
（3）①加熱時氨氣易揮發，使平衡^-[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃．向正反應方向移動，且加熱時，Cu²⁺水解程度變大；
②根據題中圖2可知，溶液中乙醇含量越高，絡氨銅在乙醇-水混合溶劑中的溶解度越小，洗滌時既要能除去固體表面可溶的雜質雜質，又要盡可能減少晶體因溶解而損失，據此選擇試劑；
（4）氨含量的測定過程中，根據0.1200mol•L^-1的NaOH溶液VL，計算出與之反應的鹽酸，再根據鹽酸的總量為30.00mL×0.5000mol．L^-1=0.015mol可計算得與氨氣反應的鹽酸，并由此計算出樣品中的氨的質量，根據絡氨銅樣品中氨的質量分數=$\frac{氨的質量}{樣品質量}$×100%計算．

解答 解：（1）Fe³⁺遇KSCN溶液變血紅色，所以檢驗CuSO₄溶液中是否含有Fe³⁺的方法為取適量溶液，滴加KSCN溶液，如果溶液變紅，說明含有Fe³⁺，反之則無，
故答案為：取適量溶液，滴加KSCN溶液，如果溶液變紅，說明含有Fe³⁺，反之則無；
（2）CuSO₄溶液中逐滴加入氨水先生成氫氧化銅，再加過量的氨水氨水與氫氧化銅生成銅氨絡離子，所以反應現象為隨著氨水的滴入，產生藍色絮狀沉淀；氨水過量后，藍色沉淀又溶解，溶液變深藍色，
故答案為：隨著氨水的滴入，產生藍色絮狀沉淀，氨水過量后，藍色沉淀又溶解，溶液變深藍色；
（3）①加熱時氨氣易揮發，使平衡^-[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃向正反應方向移動，且加熱時，Cu²⁺水解程度變大，導致晶體中有Cu₂（OH）₂SO₄雜質，
故答案為：加熱蒸發過程中NH₃揮發，使反應[Cu（NH₃）₄]²⁺?Cu²⁺+4NH₃平衡往右移動，且Cu²⁺發生水解；
②根據題中圖2可知，溶液中乙醇含量越高，絡氨銅在乙醇-水混合溶劑中的溶解度越小，所以要從絡氨銅溶液中析出絡氨銅晶體，向溶液中加入無水乙醇，洗滌時既要能除去固體表面可溶的雜質雜質，又要盡可能減少晶體因溶解而損失，所以洗滌絡氨銅晶體用乙醇和水的混合液，故選C，洗滌時用用膠頭滴管吸收少量乙醇溶液滴在固體上至浸沒固體，待洗液濾出后，重復2～3次，
故答案為：無水乙醇；C；用膠頭滴管吸收少量乙醇溶液滴在固體上至浸沒固體，待洗液濾出后，重復2～3次；
（4）0.1200mol•L^-1的NaOH溶液VL，可以中和掉的鹽酸的物質的量為0.12Vmol，溶液中鹽酸的總量為30.00mL×0.5000mol．L^-1=0.015mol，所以與氨氣反應的鹽酸的物質的量為0.015mol-0.12Vmol，所以樣品中的氨的質量為（0.015-0.12V）×17g，所以絡氨銅樣品中氨的質量分數為$\frac{（0.015-0.12V）×17g}{ag}$=$\frac{17（0.015-0.12V）}{a}$，
故答案為：$\frac{17（0.015-0.12V）}{a}$．

點評 本題考查物質的制備，涉及化學平衡移動、結晶方式的分析、化學計算等，弄清實驗原理、目的、要求、步驟和注意事項是解題的關鍵，中等難度．