實驗室研究不同價態(tài)銅元素

0

C

u

-

+

1

C

u

-

+

2

C

u

之間的轉(zhuǎn)化。
Ⅰ．研究

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C

u

→

+

1

C

u

、

0

C

u

→

+

2

C

u

的轉(zhuǎn)化
（1）下列試劑能實現(xiàn)

0

C

u

→

+

1

C

u

轉(zhuǎn)化的是

B

B

。
A．濃硝酸
B．硫黃
C．氯氣
（2）兩種轉(zhuǎn)化所需試劑在性質(zhì)上具有的共性和差異性是

都具有氧化性，但氧化性強(qiáng)弱不同

都具有氧化性，但氧化性強(qiáng)弱不同

。
Ⅱ．研究

+

2

C

u

→

+

1

C

u

的轉(zhuǎn)化
已知：2Cu⁺?Cu²⁺+Cu    K=1.2×10⁶。[Cu（NH₃）₂]⁺為無色，在空氣中極易被氧化為[Cu（NH₃）₄]²⁺

物質(zhì)	CuCl（白色）	CuI（白色）	Cu2S（黑色）	CuS（黑色）
Ksp	1.02×10-6	5.06×10-12	2×10-47	8.5×10-45

實驗如下：

實驗a		實驗b
	現(xiàn)象：無明顯變化		現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀

（3）實驗a中反應(yīng)難以發(fā)生的原因是

據(jù)已知2Cu⁺?Cu²⁺+Cu、K=1.2×10⁶，K值大，即溶液中Cu⁺不穩(wěn)定極易轉(zhuǎn)化為Cu和Cu²⁺，或者由于Cu與Cu²⁺反應(yīng)限度太小，故實驗a中反應(yīng)難以發(fā)生

據(jù)已知2Cu⁺?Cu²⁺+Cu、K=1.2×10⁶，K值大，即溶液中Cu⁺不穩(wěn)定極易轉(zhuǎn)化為Cu和Cu²⁺，或者由于Cu與Cu²⁺反應(yīng)限度太小，故實驗a中反應(yīng)難以發(fā)生

。
（4）實驗b中反應(yīng)的離子方程式為

Cu²⁺+Cu+2Cl^-=2CuCl↓

Cu²⁺+Cu+2Cl^-=2CuCl↓

。
（5）通過對上述實驗的分析，甲預(yù)測CuSO₄溶液與KI溶液混合也能實現(xiàn)

+

2

C

u

→

+

1

C

u

轉(zhuǎn)化。
①甲預(yù)測的理由是

I^-具有還原性且CuI是難溶于水的沉淀

I^-具有還原性且CuI是難溶于水的沉淀

。
②為了驗證猜測，甲進(jìn)行實驗c；向CuSO₄溶液中加入KI溶液，觀察到溶液變?yōu)樽厣?，并伴有渾濁產(chǎn)生。
甲認(rèn)為僅依據(jù)溶液變?yōu)樽厣@一現(xiàn)象，無法證明實現(xiàn)了

+

2

C

u

→

+

1

C

u

轉(zhuǎn)化，理由是

可能存在O₂氧化I^-的干擾，同時無法判斷Cu²⁺是否轉(zhuǎn)化為Cu

可能存在O₂氧化I^-的干擾，同時無法判斷Cu²⁺是否轉(zhuǎn)化為Cu

。
③甲將實驗c中反應(yīng)所得濁液過濾，

洗滌沉淀物，向其中加入氨水

洗滌沉淀物，向其中加入氨水

，觀察到

沉淀溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色

沉淀溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色

，證明實驗c中實現(xiàn)了

+

2

C

u

→

+

1

C

u

轉(zhuǎn)化。
（6）基于實驗c,乙認(rèn)為CuSO₄與Na₂S也能反應(yīng)得到Cu₂S，但將兩溶液混合后只得到了CuS。
①從速率角度分析Cu²⁺與S^2-反應(yīng)沒有生成Cu₂S的原因

由于Cu²⁺與S^2-生成CuS的反應(yīng)速率比氧化還原反應(yīng)速率快，導(dǎo)致Cu²⁺與S^2-的濃度降低，使得Cu²⁺的氧化性和S^2-的還原性降低，從而無法發(fā)生氧化還原反應(yīng)

由于Cu²⁺與S^2-生成CuS的反應(yīng)速率比氧化還原反應(yīng)速率快，導(dǎo)致Cu²⁺與S^2-的濃度降低，使得Cu²⁺的氧化性和S^2-的還原性降低，從而無法發(fā)生氧化還原反應(yīng)

。
②乙利用上述實驗中的試劑，改進(jìn)實驗方案，證明S^2-在一定條件下可以將Cu²⁺轉(zhuǎn)化為+1價Cu,并進(jìn)一步得到了Cu₂S，實驗方案是

按照如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，一段時間后，U形管的左側(cè)產(chǎn)生白色沉淀CuCl,取該沉淀，洗滌后，向其中加入Na₂S溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀，即2CuCl（s）+S^2-（aq）?Cu2S（s）+2Cl^-（aq）

按照如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，一段時間后，U形管的左側(cè)產(chǎn)生白色沉淀CuCl,取該沉淀，洗滌后，向其中加入Na₂S溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為黑色沉淀，即2CuCl（s）+S^2-（aq）?Cu2S（s）+2Cl^-（aq）

。