工業(yè)上用Cu(NH3)4SO4和氨水的混合液浸取廢銅礦渣中的單質(zhì)銅,得到[Cu(NH3)2]2SO4.某小組同學欲通過實驗探究其原理。
【查閱資料】i.[Cu(NH3)4]2+呈深藍色,[Cu(NH3)4]2+?Cu2++4NH3;受熱易分解,放出氨氣。
ii.Cu+在水溶液中不穩(wěn)定,Cu(I)在溶液中只能以[Cu(NH3)2]+等絡合離子的形式穩(wěn)定存在;[Cu(NH3)2]+無色,易被氧氣氧化為[Cu(NH3)4]2+。
【實驗1】制備Cu(NH3)4SO4。
向盛有2mL 0.1mol/L CuSO4溶液的試管中滴加2mL 1mol/L氨水,觀察到溶液中立即出現(xiàn)淺藍色沉淀;隨后沉淀逐漸溶解,得到深藍色溶液。經(jīng)分離得到Cu(NH3)4SO4晶體。
(1)資料表明,向CuSO4溶液中滴加氨水,可能會生成淺藍色Cu2(OH)2SO4沉淀。
①該小組同學取實驗1中淺藍色沉淀,洗滌后,先加入過量稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,觀察到有白色沉淀產(chǎn)生先加入過量稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,觀察到有白色沉淀產(chǎn)生(補全實驗操作和現(xiàn)象),證明沉淀中含有SO2-4。
②補全實驗1中生成Cu2(OH)2SO4沉淀的離子方程式:2Cu2++2NH3?H2O2NH3?H2O+SO2-4═Cu2(OH)2SO4↓+2NH+42NH+4。
(2)甲同學設計實驗證明深藍色溶液中含Cu(NH3)4SO4:加熱深藍色溶液并檢驗逸出氣體為氨氣。你認為此方案 不可行不可行(填“可行”或“不可行”),理由是 實驗1中氨水過量,過量的氨水受熱分解也會產(chǎn)生氨氣實驗1中氨水過量,過量的氨水受熱分解也會產(chǎn)生氨氣。
【實驗2】探究用Cu(NH3)4SO4和氨水的混合液浸取單質(zhì)銅得到[Cu(NH3)2]2SO4的原理。
SO
2
-
4
SO
2
-
4
NH
+
4
NH
+
4
編號 | 實驗裝置及部分操作 | 燒杯中溶液 | 實驗現(xiàn)象 |
2-1 | 實驗開始,先讀取電壓表示數(shù),后迅速將其換成電流表,繼續(xù)實驗,10 min內(nèi)記錄甲燒杯中現(xiàn)象 |
甲:0.05mol/LNa2SO4 乙:0.05mol/LCu(NH3)4SO4 |
電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)至0.1V;甲中溶液無明顯變化 |
2-2 | 甲:0.05mol/LNa2SO4 乙:0.05mol/LCuSO4 |
電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)至0.3V;甲中溶液無明顯變化 | |
2-3 | 甲:0.1mol/LNa2SO4與1mol/L氨水等體積混合 乙:溶液A |
電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)至0.35V;甲中溶液無明顯變化 | |
2-4 | 甲:0.1mol/LNa2SO4與1mol/L氨水等體積混合 乙:0.05mol/LCuSO4 |
電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)至0.65V;幾分鐘后,甲燒杯溶液逐漸由無色變藍色 |
(3)溶液A為
0.05mol/LCu(NH3)4SO4溶液
0.05mol/LCu(NH3)4SO4溶液
。(4)對比實驗2-1和2-2,可以得到結(jié)論是
相同條件下,Cu(NH3)4SO4的氧化性弱于CuSO4
相同條件下,Cu(NH3)4SO4的氧化性弱于CuSO4
。(5)實驗2-4中,甲燒杯中溶液由無色變?yōu)樗{色的原因是
Cu-e-+2NH3=[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+被空氣中的氧氣氧化為藍色[Cu(NH3)4]2+
Cu-e-+2NH3=[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+被空氣中的氧氣氧化為藍色[Cu(NH3)4]2+
。(6)依據(jù)上述實驗,分析用Cu(NH3)4SO4和氨水的混合液浸取單質(zhì)銅的原理:
[Cu(NH3)4]2+將Cu氧化為[Cu(NH3)2]+,氨水對浸取單質(zhì)銅的反應有促進作用
[Cu(NH3)4]2+將Cu氧化為[Cu(NH3)2]+,氨水對浸取單質(zhì)銅的反應有促進作用
。【考點】銅鹽;性質(zhì)實驗方案的設計.
【答案】先加入過量稀鹽酸,再加入BaCl2溶液,觀察到有白色沉淀產(chǎn)生;2NH3?H2O;2;不可行;實驗1中氨水過量,過量的氨水受熱分解也會產(chǎn)生氨氣;0.05mol/LCu(NH3)4SO4溶液;相同條件下,Cu(NH3)4SO4的氧化性弱于CuSO4;Cu-e-+2NH3=[Cu(NH3)2]+,[Cu(NH3)2]+被空氣中的氧氣氧化為藍色[Cu(NH3)4]2+;[Cu(NH3)4]2+將Cu氧化為[Cu(NH3)2]+,氨水對浸取單質(zhì)銅的反應有促進作用
NH
+
4
【解答】
【點評】
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①寫出基態(tài)Mn原子的價電子排布式為
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(2)在銅錳氧化物的催化下,CO被氧化為CO2,HCHO被氧化為CO2和H2O.
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