题目内容

17．CuCl常用作有机合成催化剂，实验室以初级铜矿粉（主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等）为原料制备活性CuCl．实验过程如图：

（1）“酸浸”中，加入稀H2SO4不宜过量太多的原因是避免“除杂”步骤消耗更多的氨水和NH4HCO3．
（2）已知：Cu（OH）2可溶于氨水形成深蓝色[Cu（NH3）4]2+溶液．
①“分解”实验条件及现象如表所示．
序号温度/℃压强/kPa时间/min残液颜色
A110101.360浅蓝色
B10074.640很浅
C9060.030无色透明
则“分解”实验条件应选C（填序号）．
②“分解”生成的NH3可以回收利用．在实验室用图装置来收集NH3，当集气瓶收集满NH3时观察到的现象是漏斗中的液面忽上忽下．

（3）CuCl易氧化，Ksp（CuCl）=1.2×10-6．“合成”中生成CuCl的离子方程式为SO2+2CuO+2Cl-═2CuCl+SO42-；请补充从“合成”所得混合物中得到CuCl的实验操作步骤：过滤、洗涤、真空干燥或隔绝空气干燥
（4）请补充“除杂”步骤中分别回收Fe（OH）3和MnCO3的实验方案：向“滤液Ⅰ”中边搅拌边滴加氨水至溶液pH为[3.2，4.7），将所得沉淀过滤、洗涤、干燥得Fe（OH）3．再向滤液中边搅拌边滴加氨水和碳酸氢铵混合溶液至pH=10，有大量MnCO3沉淀生成，将沉淀过滤、洗涤、干燥得MnCO3．
【已知：pH=3.2时，Fe（OH）3沉淀完全；pH=4.7时，Cu（OH）2开始沉淀；pH=10时，MnCO3沉淀完全】

分析 初级铜矿粉（主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等）中加入稀硫酸、二氧化锰，Cu2S和二氧化锰、稀硫酸发生氧化还原反应，发生的离子反应方程式为Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++2Mn2++S+4H2O，杂质FeO、Fe2O3分别与稀硫酸反应离子方程式为2FeO+2MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，过滤生成的S；向滤液中加入氨水调节溶液的pH值，铁离子生成Fe（OH）3沉淀，加入碳酸氢铵，得到MnCO3沉淀，过滤，得到的滤液中含有Cu（NH3）4CO3，加热Cu（NH3）4CO3得到CuO，反应方程式为Cu（NH3）4CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+4NH3↑+CO2↑，CuO与盐酸、二氧化硫反应：SO2+2CuO+2Cl-═2CuCl+SO42-，经过过滤、洗涤、真空干燥或隔绝空气干燥得产品，
（1）硫酸与氨水、碳酸氢铵反应；
（2）①分解Cu（NH3）4CO3应选择将铜元素尽可能多的生成CuO中，而不是留在溶液中；
②根据氨气的溶解性与气压分析；
（3）CuO与二氧化硫生成CuCl和硫酸根离子，CuCl易被氧化，真空干燥或隔绝空气干燥；
（4）根据金属离子沉淀的pH，分析可得．

解答 解：（1）避免“除杂”步骤消耗更多的氨水和NH4HCO3，故酸浸中，加入稀H2SO4不宜过量太多；
故答案为：避免“除杂”步骤消耗更多的氨水和NH4HCO3；
（2）①由表可知，C中时间较短，蒸氨效果较好；
故答案为：C；
②在实验室用图2装置来收集当集气瓶收集满氨时，氨气极易溶于水，使漏斗中气压减小，液面上升，上升后，漏斗与烧杯中液体分离，液面又下降，故现象是漏斗中的液面忽上忽下；
故答案为：漏斗中的液面忽上忽下；
（3）二氧化硫与铜离子反应生成CuCl沉淀的反应，离子方程式为：SO2+2CuO+2Cl-═2CuCl+SO42-；CuCl易被氧化，故用过滤、洗涤、真空干燥或隔绝空气干燥得产品；
故答案为：SO2+2CuO+2Cl-═2CuCl+SO42-；真空干燥或隔绝空气干燥；
（4）根据已知回收Fe（OH）3和MnCO3的实验方案：向“滤液Ⅰ”中边搅拌边滴加氨水至溶液pH为[3.2，4.7），将所得沉淀过滤、洗涤、干燥得Fe（OH）3．再向滤液中边搅拌边滴加氨水和碳酸氢铵混合溶液至pH=10，有大量MnCO3沉淀生成，将沉淀过滤、洗涤、干燥得MnCO3；
故答案为：边搅拌边滴加氨水至溶液pH为[3.2，4.7），将所得沉淀过滤、洗涤、干燥得Fe（OH）3．再向滤液中边搅拌边滴加氨水和碳酸氢铵混合溶液至pH=10，有大量MnCO3沉淀生成，将沉淀过滤、洗涤、干燥得MnCO3．

点评 本题考查物质制备，为高频考点，侧重考查学生获取信息、利用信息及元素化合物性质解答问题能力，涉及氧化还原反应、物质分离提纯等知识点，明确元素化合物性质、化学反应原理是解本题关键，注意分析流程图中各个阶段发生的反应及各物质成分，题目难点中等．

练习册系列答案
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