Question

【题目】谢弗勒尔盐（Cu2SO3·CuSO3·2H2O)是一种不溶于水、酸和乙醇的固体，100℃时发生分解。可由CuSO4·5H2O和SO2等为原料制备，实验装罝如下图所示：

(1)装置A在常温下制取SO2时，用70%硫酸而不用稀硫酸和98%浓硫酸，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。检验己洗涤完全的方法是________________。

(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，边搅拌边向其中滴入______溶液，加入适最纯净的________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CuSO4·5H2O。

[已知：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)]

Answer 1

【答案】 二氧化硫在稀硫酸中的溶解度太大；浓硫酸中H+浓度小，不适宜制备二氧化硫 3Cu2++3SO2+6H2O= Cu2SO3·CuSO3·2H2O+8H++SO42- 做安全瓶，防止倒吸 取少量最后一次的过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明己洗涤完全 H2O2 CuO[或 Cu(OH)2 或 CuCO3或 Cu2(OH)2 CO3]

【解析】装置A是浓硫酸和亚硫酸钠制备二氧化硫，在60℃～80℃条件下，与硫酸铜溶液在装置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，防止污染空气。

(1)二氧化硫易溶于水，在稀硫酸中的溶解度太大；而浓硫酸中H+浓度太小，不适宜制备二氧化硫；70%硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的溢出，故答案为：二氧化硫在稀硫酸中的溶解度太大；浓硫酸中H+浓度小，不适宜制备二氧化硫；

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

(3)二氧化硫易溶于水，装置C可以防倒吸；故答案为：做安全瓶，防止倒吸；

(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，则表明沉淀已洗涤完全，故答案为：取少量最后一次的过滤液于试管中，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；

(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或 CuCO3或 Cu2(OH)2 CO3]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，故答案为：H2O2；CuO[或Cu(OH)2或 CuCO3或 Cu2(OH)2 CO3]。