Question

【题目】硫酸铜是一种重要的化工产品。某工厂用刻蚀印刷电路板产生的碱性废液[含较多[Cu(NH3)4]2+及少量Cu2+、NH4+、NH3和Cl-]制备硫酸铜晶体，流程如下：

（1）通过“中和、沉淀和过滤”可得碱式氯化铜[Cu(OH)Cl]固体，请将生成该固体的反应的离子方程式补充完整：[Cu(NH3)4]2+ +。
（2）制备Cu(OH)Cl沉淀时，溶液的pH对铜元素含量的影响如下图所示：

①若要提高Cu(OH)Cl沉淀的量，应将溶液的pH控制在(填字母序号）。
A. <5.2 B. 5.2~5.8 C. >5.8
②pH< 5.2 时，随pH减小，溶液中铜元素含量增大，其原因用反应的离子方程式可表示为。
（3）“化浆、酸化"过程可得到硫酸铜粗品，发生的反应为Cu(OH)Cl+ 4H2O+ H2SO4= CuSO4·5H2O+ HCl。则硫酸铜粗品中，含铜元素的杂质为 ， 检验样品中含有该杂质的方法是：取少量硫酸铜粗品，加入适量水使其充分溶解，。
（4）硫酸铜粗品还需要通过重结晶法进行提纯，具体操作是：将粗晶体溶解于热水中形成饱和溶液，然后加入适量乙醇，搅拌，冷却，过滤并洗涤，得到高纯度的硫酸铜晶体。加入乙醇能够提高硫酸铜的产率，从溶解性角度解释其可能的原因是。

Answer 1

【答案】
（1）Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+
（2）B,Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl
（3）氯化铜（或CuCl2）,加足量Ba(NO3）2溶液,充分反应,静置后过滤,向滤液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成说明CuCl2杂质
（4）加入乙醇后CuSO4溶解性减弱,杂质(CuCl2)溶解性不变或增强（或在乙醇中CuSO4溶解度更小,杂质（CuCl2)溶解度不变或增大）
【解析】解：(1)根据流程图，含有[Cu(NH3)4]2+的碱性废液中加入盐酸，通过“中和、沉淀和过滤”可得碱式氯化铜[Cu(OH)Cl]固体，离子方程式为：[Cu(NH3)4]2+ +3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+。
所以答案是：[Cu(NH3)4]2+ +3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+；
(2)①根据图像，溶液的pH在5.2~5.8时，溶液中的铜元素的含量较低，说明Cu(OH)Cl沉淀溶解量很少，因此要提高Cu(OH)Cl沉淀的量，应将溶液的pH控制在5.2~5.8。
所以答案是：B；

②碱式氯化铜能够与酸反应，Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl-，导致pH< 5.2 时，随pH减小，溶液中铜元素含量增大。
所以答案是：Cu(OH)Cl+H+=Cu2++H2O+Cl-；
(3)根据发生的反应Cu(OH)Cl+ 4H2O+H2SO4= CuSO4·5H2O+ HCl，溶液中含有铜离子和氯离子，结晶时会析出氯化铜，检验样品中含有氯离子，需要排除硫酸根离子的干扰，因为硫酸银微溶于水，加入硝酸银也会生成白色沉淀，具体方法是：取少量硫酸铜粗品，加入适量水使其充分溶解，加足量Ba(NO3)2溶液，充分反应，静置后过滤，向滤液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成说明CuCl2杂质。
所以答案是：氯化铜；加足量Ba(NO3)2溶液，充分反应，静置后过滤，向滤液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成说明CuCl2杂质；
(4)将硫酸铜粗品溶解于热水中形成饱和溶液，然后加入适量乙醇，搅拌，冷却，过滤并洗涤，得到高纯度的硫酸铜晶体。加入乙醇能够提高硫酸铜的产率，可能是CuSO4在乙醇中的溶解性小，而杂质(CuCl2)在乙醇中的溶解性较大或不变。
所以答案是：加入乙醇后CuSO4溶解性减小，杂质(CuCl2)溶解性不变或增大。