Question

【题目】谢弗勒尔盐(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)是一种深红色固体，不溶于水和乙醇，100℃时发生分解。可由CuSO4·5H2O和SO2等为原料制备，实验装置如下图所示：

（1）装置A在常温下制取SO2时，用较浓的硫酸而不用稀硫酸，其原因是_______________。

（2）装置B中发生反应的离子方程式为_______________。

（3）装置C的作用是____________________。

（4）从B中获得的固体需先用蒸馏水充分洗涤，再真空干燥。

①检验洗涤已完全的方法是__________________。

②不用烘干的方式得到产品，其原因是________________。

（5）请补充完整由工业级氧化铜（含少量FeO）制备实验原料（纯净CuSO4·5H2O）的实验方案：向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解，_______________，过滤，用95%酒精洗涤晶体2~3次，晾干，得到CuSO4·5H2O。

[已知：①该溶液中氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围分别为：Fe(OH)2（5.8，8.8）；Cu(OH)2（4.2，6.7）；Fe(OH)3（1.1，3.2）。②在水溶液中超过100℃，硫酸铜晶体易失去结晶水。③硫酸铜晶体溶解度曲线如右图所示]

Answer 1

【答案】二氧化硫易溶于水3Cu2++3SO2+6H2O = Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓+8H++SO42－防止倒吸取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全防止谢弗勒尔盐发生分解边搅拌边向其中滴入H2O2溶液，加入适量纯净的CuO[或Cu(OH)2]调节3.2＜pH＜4.2，静置，过滤，将滤液水浴加热蒸发，浓缩至表面出现晶膜，冷却结晶

【解析】装置A由浓硫酸和亚硫酸钠制备二氧化硫，与硫酸铜溶液在60℃′～80℃条件下装置B中反应生成谢弗勒尔盐(Cu2SO3CuSO32H2O)，D装置用来吸收未反应完的二氧化硫有毒气体；

(1)二氧化硫易溶于水，用浓硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的溢出；

(2)装置B中硫酸铜与二氧化硫生成产物Cu2SO3CuSO32H2O的反应，铜元素化合价有降低到+1价，则二氧化硫中硫元素升价到+6价，则该离子方程式为：3Cu2++3SO2+6H2O=Cu2SO3CuSO32H2O↓+8H++SO42-；

(3)装置C为安全瓶，防倒吸；

(4)①产物若未洗涤干净，则表面含有硫酸根离子，检验硫酸根离子即可，检验硫酸根离子的方法为：取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；

②由题可知，谢弗勒尔盐受热易分解，不能烘干；

(5)由工业级氧化铜(含少量FeO)制备实验原料(纯净CuSO45H2O)，向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解，得到硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液，需将亚铁离子除去，根据题目中信息，亚铁离子以沉淀形式除去时铜离子有损失，而铁离子完全沉淀时对铜离子无损失，则应先将亚铁离子氧化为铁离子，考虑不加入新杂质，应选择双氧水，再调节PH将铁离子沉淀，故操作为：向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解，边搅拌边向其中滴入H2O2溶液，加入适量纯净的CuO[或Cu(OH)2]调节3.2＜pH＜4.2，静置，过滤，将滤液水浴加热蒸发，浓缩至表面出现晶膜，冷却结晶，过滤，用95%酒精洗涤晶体2～3次，晾干，得到CuSO45H2O。