某實驗小組同學(xué)對影響CuSO
4溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素進行了如下探究。
【查閱資料】
①Cu(OH)
2(s)?Cu
2++2OH
-,K
sp=2.2×10
-20Cu(NH
3)
42+?Cu
2++4NH
3,K=4.8×10
-14②Cu(NH
3)
4SO
4?H
2O是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍(lán)色固體,加熱分解有氨氣放出。Cu(NH
3)
4SO
4?H
2O在乙醇-水混合溶劑中的溶解度如圖所示。
【實驗1】CuSO
4溶液和濃氨水的反應(yīng)。
序號 |
實驗內(nèi)容 |
實驗現(xiàn)象 |
1-1 |
向2mL 0.1mol/L CuSO4 (pH=3.2)中逐滴加入2mL 1mol/L氨水 |
立即出現(xiàn)淺藍(lán)色沉淀,溶液變無色;隨后沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{(lán)色;最終得到澄清透明的深藍(lán)色溶液A |
1-2 |
向2mL 1mol/L氨水中逐滴加 入2mL 0.1mol/L CuSO4 (pH=3.2) |
始終為澄清透明的深藍(lán)色溶液B |
(1)進一步實驗證明,深藍(lán)色溶液A、B中均含有Cu(NH
3)
42+,相應(yīng)的實驗方案為
向深藍(lán)色溶液(A或B)中加入大量乙醇,得到深藍(lán)色沉淀,過濾、洗滌干燥后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,觀察到濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)
向深藍(lán)色溶液(A或B)中加入大量乙醇,得到深藍(lán)色沉淀,過濾、洗滌干燥后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,觀察到濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)
(寫出實驗操作及現(xiàn)象)。
【實驗2】探究影響CuSO
4溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素。
序號 |
實驗內(nèi)容 |
實驗現(xiàn)象 |
2-1 |
向?qū)嶒?-2所得深藍(lán)色溶液B中繼續(xù)加入2mL 0.1mol/L CuSO4(pH=3.2) |
有淺藍(lán)色沉淀生成,溶液顏色變淺 |
2-2 |
向?qū)嶒?-2所得深藍(lán)色溶液B中繼續(xù)加入1mol/L NaOH |
有淺藍(lán)色沉淀生成,上層清液接近無色 |
2-3 |
向2mL 0.1mol/L氨水中逐滴加入2mL 0.1mol/L CuSO4(pH=3.2) |
有淺藍(lán)色沉淀生成,上層清液接近無色 |
(2)依據(jù)實驗2-1,甲同學(xué)認(rèn)為Cu
2+濃度是影響CuSO
4溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素之一。乙同學(xué)認(rèn)為實驗2-1沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,并設(shè)計了如下對比實驗:
序號 |
實驗內(nèi)容 |
實驗現(xiàn)象 |
2-4 |
向?qū)嶒?-2所得深藍(lán)色溶液B中繼續(xù)加入2mL試劑a |
無明顯現(xiàn)象 |
①用化學(xué)用語表示硫酸銅溶液呈酸性的原因:
Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+
Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+
。
②試劑a為
c(SO42-)=0.1mol/L且pH=3.2的硫酸-硫酸鈉混合溶液
c(SO42-)=0.1mol/L且pH=3.2的硫酸-硫酸鈉混合溶液
。
(3)利用平衡移動原理對實驗2-2的現(xiàn)象進行解釋:
存在Cu(NH3)42+?Cu2++4NH3,當(dāng)加入NaOH,OH-與Cu2+結(jié)合生成淺藍(lán)色沉淀,使Cu2+濃度下降,平衡向右移動,Cu(NH3)42+濃度降低,溶液變?yōu)闊o色
存在Cu(NH3)42+?Cu2++4NH3,當(dāng)加入NaOH,OH-與Cu2+結(jié)合生成淺藍(lán)色沉淀,使Cu2+濃度下降,平衡向右移動,Cu(NH3)42+濃度降低,溶液變?yōu)闊o色
。
(4)實驗2-3的目的是
與實驗1-2對比,探究其他條件相同的情況下,氨水濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響
與實驗1-2對比,探究其他條件相同的情況下,氨水濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響
。
(5)綜合上述實驗可以推測,影響CuSO
4溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素有
銅離子濃度、溶液的堿性、氨水(NH3)的濃度(或溶液的堿性、硫酸銅和氨水的相對用量)
銅離子濃度、溶液的堿性、氨水(NH3)的濃度(或溶液的堿性、硫酸銅和氨水的相對用量)
。