Question

8．某研究小组设计如图所示实验装置（夹持及控温装置省略），用Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体和SOCl₂制备少量无水Cu（NO₃）₂．已知SOC1₂熔点-l05℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体．．
（1）①仪器c的名称是球形干燥管．
②向三颈烧瓶中缓慢滴加SOC1₂时，需打开活塞b（选填“a”、“b”或“a 和 b”）．
（2）装置A中Cu（NO₃）₂•3H₂O和SOC1₂发生反应的化学方程式是Cu（NO₃）₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+6HCI↑．
（3）装置B的作用是吸收SO₂和HCl，防止倒吸．
（4）实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu（NO₃）₂•3H₂O的实验方案如下：
铜屑（含铁）$→_{步骤Ⅰ}^{稍过量稀HNO_{3}}$溶液Ⅰ→…→Cu（NO₃）₂•3HO₂晶体
己知几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如表

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Cu2+•	4.2	6.7

①步骤I中所用稀HNO₃稍过量的目的是将铁元素全部转化为Fe³⁺．
②请补充完整由溶液I制备Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体的实验方案：向溶液I中加入Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃至溶液3.2＜pH＜4.2，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，冰水洗涤得到Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体．

Answer 1

分析 （1）①根据仪器构造可得；
②向三颈烧瓶中缓慢滴加SOC1₂时，需打开活塞b；
（2）Cu（NO₃）₂•3H₂O和SOC1₂发生反应生成硝酸铜、二氧化硫气体和氯化氢气体；
（3）装置B中的氢氧化钠溶液吸收生成的酸性气体，干燥管防止倒吸；
（4）①根据表中数据可知，铁元素应以铁离子的形式除去，硝酸过量保证铁充分氧化为铁离子；
②溶液I为含有铜离子和铁离子的溶液，应加Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃调节pH沉淀铁离子，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤冰水洗涤得到Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体．

解答 解：（1）①由构造可知仪器c为球形干燥管；
故答案为：球形干燥管；
②向三颈烧瓶中缓慢滴加SOC1₂时，需打开活塞b；
故答案为：b；
（2）Cu（NO₃）₂•3H₂O和SOC1₂发生反应生成硝酸铜、二氧化硫气体和氯化氢气体，化学方程式为：Cu（NO₃）₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+6HCI↑；
故答案为：Cu（NO₃）₂•3H₂O+3SOC1₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu（NO₃）₂+3SO₂↑+6HCI↑；
（3）装置B中的氢氧化钠溶液吸收生成的酸性气体SO₂和HCl，防止污染空气，干燥管防止液体倒吸；
故答案为：吸收SO₂和HCl，防止倒吸；
（4）①根据表中数据可知，铁元素应以铁离子的形式除去，硝酸过量保证铁充分氧化为铁离子；
故答案为：将铁元素全部转化为Fe³⁺；
②溶液I为含有铜离子和铁离子的溶液，应加Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃调节3.2＜pH＜4.2沉淀铁离子，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤冰水洗涤得到Cu（NO₃）₂•3H₂O晶体；
故答案为：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃至溶液3.2＜pH＜4.2，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．

点评 本题考查了物质的制备，涉及了元素的相关性质，实验设计，操作控制，方程式的书写等，要求学生对物质基本性质的掌握，并加以灵活运用，题目难度中等．