Question

14．磷酸铜可用作镀铜离子添加剂，实验室在如图所示装（夹持、加热装置省去未画）内反应生成了硫酸铜和少量硫酸铁，再进一步从所得溶液中获得硫酸铜晶体，请回答下列问题：
（1）加热三颈烧瓶，将反应温度控制在70℃～80℃，其原因是硝酸易挥发，受热易分解发生主要反应的离子方程式是3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）盛有NaOH溶液洗气瓶的作用是吸收尾气若反应后生成NaNO₂、NaNO₃的物质的量之比为3：1，则发生反应的化学方程式是8NO+3O₂+8NaOH=6NaNO₂+2NaNO₃+4H₂O．
（3）从反应后的混合溶液中获得硫酸铜晶体的操作步骤如下：
①向溶液中加入a（填序号）至溶液pH约为4，过滤．
a．CuO b．NaOH溶液 c．NH₃•H₂O
测量溶液pH的操作是将一小块干燥的pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，过一会儿，再与标准比色卡进行比对．
②将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、用乙醇洗涤、低温干燥，得到CuSO₄•5H₂O晶体，乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的目的是减少硫酸铜的损失且易干燥．

Answer 1

分析 （1）由于硝酸易挥发，受热易分解，所以反应温度要控制在70℃～80℃，三颈烧瓶中，用铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜和一氧化氮，据此书写离子方程式；
（2）反应中有一氧化氮产生会污染空气，所以要用氢氧化钠和空气吸收尾气，根据反应后生成Na₂NO₃、NaNO₃的物质的量之比为3：1，利用电子得失守恒可书写化学方程式；
（3）①调节反应后的溶液的pH值，为不引入新杂质且不使铜离子沉淀可用CuO，用pH试纸测溶液的pH值；
②从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，可将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、低温干燥，得到CuSO₄•5H₂O晶体，硫酸铜在乙醇中有溶解度较小且乙醇易挥发，硫酸铜晶体易干燥，据此答题．

解答 解：（1）由于硝酸易挥发，受热易分解，所以反应温度要控制在70℃～80℃，三颈烧瓶中，用铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜和一氧化氮，反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：硝酸易挥发，受热易分解；3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）反应中有一氧化氮产生会污染空气，所以要用氢氧化钠和空气吸收尾气，根据反应后生成NaNO₂、NaNO₃的物质的量之比为3：1，利用电子得失守恒可知，反应的化学方程式为8NO+3O₂+8NaOH=6NaNO₂+2NaNO₃+4H₂O，
故答案为：吸收尾气；8NO+3O₂+8NaOH=6NaNO₂+2NaNO₃+4H₂O；
（3）①调节反应后的溶液的pH值，为不引入新杂质且不使铜离子沉淀可用CuO，故选a；测量溶液pH的操作是将一小块干燥的pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，过一会儿，再与标准比色卡进行比对，
故答案为：a；将一小块干燥的pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，过一会儿，再与标准比色卡进行比对；
②从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，可将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、低温干燥，得到CuSO₄•5H₂O晶体，硫酸铜在乙醇中有溶解度较小，可以减少硫酸铜的损失且乙醇易挥发，硫酸铜晶体易干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；减少硫酸铜的损失且易干燥．

点评 本题考查物质的性质实验探究，题目难度中等，注意把握物质的性质，为解答该题的关键，学习中注意相关知识的积累．