题目内容

【题目】溴化亚铜是一种白色粉末,不溶于冷水,在热水中或见光都会分解,在空气中会慢慢氧化成绿色粉末。制备CuBr的实验步骤如下:

步骤1.在如图所示的三颈烧瓶中加入45gCuSO4·5H2O、19gNaBr、150mL煮沸过的蒸馏水,60℃时不断搅拌,以适当流速通入SO2 2小时。

步骤2.溶液冷却后倾去上层清液,在避光的条件下过滤。

步骤3.依次用溶有少量SO2的水、溶有少量SO2的乙醇、纯乙醚洗涤。

步骤4.在双层干燥器(分别装有浓硫酸和氢氧化钠)中干燥3~4h,再经氢气流干燥,最后进行真空干燥。

(1)实验所用蒸馏水需经煮沸,煮沸目的是除去其中水中的______________(写化学式)。

(2)步骤1中:①三颈烧瓶中反应生成CuBr的离子方程式为_______________;

②控制反应在60℃进行,实验中可采取的措施是_____________;

③说明反应已完成的现象是__________________。

(3)步骤2过滤需要避光的原因是_______________。

(4)步骤3中洗涤剂需“溶有SO2”的原因是_____________________最后溶剂改用乙醚的目的是________________________________。

(5)欲利用上述装置烧杯中的吸收液(经检测主要含Na2SO3、NaHSO3等)制取较纯净的Na2SO3·7H2O晶体。请补充实验步骤(须用到SO2(贮存在钢瓶中)、20%NaOH溶液、乙醇)

①_______________________________________________。

②__________________________________________________。

③加入少量维生素C溶液(抗氧剂),蒸发浓缩,冷却结晶。

④__________________________________________________。

⑤放真空干燥箱中干燥。

【答案】O2 2Cu2+ + 2Br-+ SO2 + 2H2O → 2CuBr↓+SO42-+4H+ 60℃水浴加热 溶液蓝色完全褪去 防止CuBr见光分解 防止CuBr被氧化 除去表面乙醇,并使晶体快速干燥 在烧杯中继续通入SO2至饱和 然后向烧杯中加入100g 20%的NaOH溶液 过滤,用乙醇洗涤2~3次

【解析】

(1)溴化亚铜能被氧气慢慢氧化,要排除氧气的干扰;
(2)①三颈烧瓶中铜离子被二氧化硫还原成亚铜离子,与溴离子反应生成CuBr沉淀;
②控制反应在60℃进行,可以用60℃的水浴加热;
③45gCuSO45H2O为0.18mol,19gNaBr为0.184mol,所以NaBr稍过量,所以当溶液中的铜离子消耗完时反应即完成;
(3)溴化亚铜见光会分解;
(4)溴化亚铜在空气中会慢慢被氧化,洗涤剂需“溶有SO2”可以防止CuBr被氧化,溶剂改用乙醚可以除去表面乙醇,并使晶体快速干燥;
(5)烧杯中的吸收液主要含Na2SO3、NaHSO3等,制取较纯净的Na2SO37H2O晶体,可以在烧杯中继续通入SO2至饱和,将Na2SO3生成NaHSO3,根据钠元素守恒可知,此时溶液中NaHSO3的物质的量为0.5mol,然后向烧杯中加入100g 20%的NaOH溶液,使NaHSO3恰好完全反应生成Na2SO3,加入少量维生素C溶液(抗氧剂),蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用乙醇洗涤2~3次,除去表面可溶性杂质,放真空干燥箱中干燥,据此答题。

(1)溴化亚铜能被氧气慢慢氧化,用二氧化硫还原铜离子生成溴化亚铜要排除氧气的干扰,可以通过煮沸的方法除去其中水中的O2,故答案为:O2;

(2)①三颈烧瓶中铜离子被二氧化硫还原成亚铜离子,与溴离子反应生成CuBr沉淀,反应的离子方程式为2Cu2++2Br+SO2+2H2O=2CuBr↓+SO42+4H+,故答案为:2Cu2++2Br+SO2+2H2O=2CuBr↓+SO42+4H+;

②控制反应在60℃进行,可以用60℃的水浴加热;故答案为: 60℃水浴加热;

③45gCuSO45H2O为0.18mol,19gNaBr为0.184mol,所以NaBr稍过量,所以当溶液中的铜离子消耗完时反应即完成,所以说明反应已完成的现象是溶液蓝色完全褪去,故答案为:溶液蓝色完全褪去;

(3)溴化亚铜见光会分解,所以步骤2过滤需要避光,防止CuBr见光分解,故答案为:防止CuBr见光分解;

(4)在空气中会慢慢被氧化,所以洗涤剂需“溶有SO2”可以防止CuBr被氧化,最后溶剂改用乙醚可以除去表面乙醇,并使晶体快速干燥,故答案为:防止CuBr被氧化;除去表面乙醇,并使晶体快速干燥;

(5)烧杯中的吸收液主要含Na2SO3、NaHSO3等,制取较纯净的Na2SO37H2O晶体,可以在烧杯中继续通入SO2至饱和,将Na2SO3生成NaHSO3,根据钠元素守恒可知,此时溶液中NaHSO3的物质的量为0.5mol,然后向烧杯中加入100g20%的NaOH溶液,使NaHSO3恰好完全反应生成Na2SO3,加入少量维生素C溶液(抗氧剂),蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用乙醇洗涤23次,除去表面可溶性杂质,放真空干燥箱中干燥,故答案为:在烧杯中继续通入SO2至饱和;然后向烧杯中加入100g20%的NaOH溶液;过滤,用乙醇洗涤23次。

练习册系列答案
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已知各相关氢氧化物沉淀pH范围如下表所示:

Zn(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Cu(OH)2

开始沉淀pH

5.4

7.0

2.3

4.7

完全沉淀pH

8.0

9.0

4.1

6.7

完成下列填空

(1)步骤I中所需25%稀硫酸可用98%浓硫酸(密度为1.84g/mL)配制,所需的仪器除玻璃棒、烧杯外,还需要_______(选填编号)

A.电子天平 B.量筒 C.容量瓶 D.胶头滴管

(2)步骤II中通过加入KMnO4氧化,并用ZnO调节pH,可以除去含铁杂质.检验沉淀是否完全的实验操作是_________.调节pH的适宜范围是_________.

(3)步骤III中加入Zn粉的作用是:①________;②进一步调节溶液pH.

(4)步骤IV中使用热NH4HCO3溶液能促进Zn2+转化为沉淀,但温度不宜过高,其原因可能是________.

(5)步骤V在_______(填仪器名称)中进行,已知碱式碳酸锌的化学式为Zn5(OH)6(CO3)2,请写出发生反应的化学方程式:________.判断已分解完全的操作是________.

(6)用如下方法测定所得活性氧化锌的纯度:

①取1.000g活性氧化锌,用15.00mL 1.000mol/L硫酸溶液完全溶解

②用浓度为0.500mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定剩余硫酸,到达终点时消耗氢氧化钠溶液12.00mL.

假设杂质不参与反应,则所得活性氧化锌的纯度为_______.若在滴定时,实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴),则本次滴定的相对误差为_____.

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