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13.硝酸铜是一种重要的化工原料,实验室以含铁的铜屑为原料制备硝酸铜的过程如下,请按要求回答问题
(I)以含铁的铜屑为原料制备Cu ( NO3 ) 2•3H2O的实验过程如下:
铜屑(含铁)$→_{步骤Ⅰ}^{稀过量HNO_{3}}$溶液Ⅰ$→_{步骤Ⅱ}^{加入X}$溶液II…→Cu(NO32•3H2O
已知几种离子生物生成氢氧化物沉淀的pH如表
开始沉淀的pH完全沉淀的pH
Fe3+1.13.2
Fe2+5.88.8
Cu2+4.76.7
(1)铜与稀HNO3反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)请补充完整由溶液I制备Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体的实验方案:
①往溶液I中加入物质x,调节溶液的pH,其中物质X的化学式为:CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3,调节溶液的pH范围为:3.2≤pH<4.7,若加入的物质X太少,溶液II中会含有较多的杂质离子,检验溶液II中含有较多该杂
质离子的实验操作方法是:取少量溶液II于试管中,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红,则证明溶液II中含有较多杂质离子
②溶液II经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,干燥得到
Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体.
(II)用Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体和SOC12制备无水Cu ( NO3 ) 2的实验装置(夹持及控提装置省略)如图所示,已知SOC12熔点为-105℃,沸点为76℃,遇水剧烈水解生成两种酸性气体:
(1)①仪器c的名称是:三颈烧瓶.
②装置A中使用恒压滴液漏斗的优点是:维持滴液漏斗内部与三颈烧瓶中气体压强相等,便于溶液顺利滴下
(2)装置A中Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体和SOC12在加热条件下发生反应的化学方程式是:Cu(NO32•3H2O+3SOC12$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu(NO32+3SO2↑+6HCl↑.

分析 以含铁的铜屑为原料制备硝酸铜:向含铁的铜屑中加入过量的稀硝酸,发生的反应为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O、Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O,溶液Ⅰ为硝酸铁、硝酸铜的溶液,向其中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节溶液的pH3.2~4.7,沉淀铁离子与铜离子分离,过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用冰水洗涤,干燥得Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体,将Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体和SOC12在加热条件下于A装置中发生反应:Cu ( NO3 ) 2•3H2O+3SOC12$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu ( NO3 ) 2+3SO2↑+6HCl↑,用氢氧化钠吸收尾气,据此分析解答.

解答 解:Ⅰ(1)铜与稀HNO3反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
故答案为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)①溶液Ⅰ为硝酸铁、硝酸铜的溶液,向其中加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节溶液的pH,目的是沉淀全部铁离子而铜离子不沉淀与之分离,故pH范围为3.2≤pH<4.7,
若加入的CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3太少,溶液II中会含有较多的杂质离子铁离子,检验溶液II中含有较多铁离子的方法为:取少量溶液II于试管中,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红,则证明溶液II中含有较多杂质离子;
故答案为:CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3;3.2≤pH<4.7;取少量溶液II于试管中,滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红,则证明溶液II中含有较多杂质离子;
②溶液II为硝酸铜溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用冰水洗涤,干燥得Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体;
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
Ⅱ(1)①根据仪器构造可知仪器c为三颈烧瓶;
故答案为:三颈烧瓶;
②恒压滴液漏斗可维持滴液漏斗内部与三颈烧瓶中气体压强相等,便于溶液顺利滴下;
故答案为:维持滴液漏斗内部与三颈烧瓶中气体压强相等,便于溶液顺利滴下;
(2)SOC12遇水剧烈水解生成两种酸性气体,可带走Cu ( NO3 ) 2•3H2O晶体中的水分,故Cu ( NO3 ) 2•3H2O和SOC12在加热条件下生成无水Cu ( NO3 ) 2,化学反应方程式为:Cu ( NO3 ) 2•3H2O+3SOC12$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu ( NO3 ) 2+3SO2↑+6HCl↑;
故答案为:Cu ( NO3 ) 2•3H2O+3SOC12$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu ( NO3 ) 2+3SO2↑+6HCl↑.

点评 本题考查了物质的制备,涉及了元素的相关性质,实验设计,操作控制,方程式的书写等,要求学生对物质基本性质的掌握,并加以灵活运用,题目难度中等.

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①该反应的化学方程式为3MnO2+KC1O3+6KOH$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O
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