Question

3．二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀晶體{K₂[Cu（C₂O₄）₂]．2H₂O}制備流程如圖1：
（已知：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂0）
（1）制備CuO：CuSO₄溶液中滴入NaOH溶液，加熱煮沸，冷卻，雙層濾紙過(guò)濾，洗滌．
①用雙層濾紙過(guò)濾的原因是防止濾紙破損．
②用蒸餾水洗滌氧化銅時(shí)，如何證明氧化銅已洗滌干凈取最后一次洗滌濾液，滴入BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗滌干凈．
（2）為了提高CuO的利用率，如何讓CuO充分轉(zhuǎn)移到熱的KHC₂O₄溶液中直接將洗滌干凈的CuO固體連同濾紙一起投入到KHC₂O₄溶液中；50℃水浴加熱至反應(yīng)充分，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KHC₂O₄+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K₂[Cu（C₂O₄）₂]+H₂O；再經(jīng)趁熱過(guò)濾，沸水洗滌，將濾液蒸發(fā)濃縮得到二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀晶體．
（3）本實(shí)驗(yàn)用K₂CO₃粉末與草酸溶液反應(yīng)制備KHC₂O₄，而不用KOH粉末代替K₂CO₃粉末，其主要原因是H₂C₂O₄與KOH發(fā)生顯著的放熱反應(yīng)，導(dǎo)致草酸大量分解．
（4）二草酸合銅（Ⅱ）酸鉀晶體的制備也可以用CuSO₄晶體和K₂C₂O₄溶液反應(yīng)得到．從硫酸銅溶液中獲得硫酸銅晶體的實(shí)驗(yàn)步驟為：加入適量乙醇，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥．
①加入適量乙醇的優(yōu)點(diǎn)有：
a、縮短加熱的時(shí)間，降低能耗；
b、降低硫酸銅的溶解度，有利于硫酸銅晶體的析出．
②在蒸發(fā)濃縮的初始階段還采用了如圖所示的裝置，其目的是回收乙醇．

Answer 1

分析 （1）①單層濾紙過(guò)濾容易發(fā)生濾紙易破損；
②CuO表面會(huì)附著硫酸根離子，用氯化鋇溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷是否洗滌干凈；
（2）過(guò)濾時(shí)濾紙上沾有大量的氧化銅固體，所以應(yīng)直接將洗滌干凈的氧化銅固體連同濾紙一起加入到草酸氫鉀溶液中，充分反應(yīng)后取出濾紙；
CuO與KHC₂O₄溶液在50℃水浴加熱條件下反應(yīng)生成K₂[Cu（C₂O₄）₂]與H₂O；
（3）草酸易分解，氫氧化鉀溶解放熱，與草酸反應(yīng)也放熱，會(huì)導(dǎo)致溶液溫度過(guò)高，草酸分解；
（4）①乙醇可以降低硫酸銅的溶解度；
②蒸餾出乙醇，進(jìn)行回收．

解答 解：（1）①單層濾紙過(guò)濾容易發(fā)生濾紙易破損，用雙層濾紙的可能原因是防止濾紙破損，故答案為：防止濾紙破損；
②CuO表面會(huì)附著硫酸根離子，檢驗(yàn)是否洗滌干凈的具體方法是：取最后一次洗滌濾液，滴入BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗滌干凈，
故答案為：取最后一次洗滌濾液，滴入BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀，說(shuō)明已洗滌干凈；
（2）過(guò)濾時(shí)濾紙上沾有大量的氧化銅固體，所以應(yīng)直接將洗滌干凈的氧化銅固體連同濾紙一起加入到草酸氫鉀溶液中，充分反應(yīng)后取出濾紙；
根據(jù)題意可知，CuO與KHC₂O₄溶液在50℃水浴加熱條件下反應(yīng)生成K₂[Cu（C₂O₄）₂]與H₂O，反應(yīng)的方程式為：2KHC₂O₄+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K₂[Cu（C₂O₄）₂]+H₂O，
故答案為：直接將洗滌干凈的CuO固體連同濾紙一起投入到KHC₂O₄溶液中；2KHC₂O₄+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K₂[Cu（C₂O₄）₂]+H₂O；
（3）因?yàn)椴菟嵋追纸�，又氫氧化鉀為�?qiáng)堿溶解放熱，與草酸反應(yīng)也放熱，會(huì)導(dǎo)致溶液溫度過(guò)高使草酸分解，所以不用KOH粉末代替K₂CO₃粉末，
故答案為：H₂C₂O₄與KOH發(fā)生顯著的放熱反應(yīng)，導(dǎo)致草酸大量分解；
（4）①乙醇可以降低硫酸銅的溶解度，有利于硫酸銅晶體的析出，故答案為：降低硫酸銅的溶解度，有利于硫酸銅晶體的析出；
②蒸餾出乙醇，進(jìn)行回收乙醇，故答案為：回收乙醇．

點(diǎn)評(píng) 本題主要化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備綜合應(yīng)用，掌握實(shí)驗(yàn)基本操作和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．