某課外小組探究Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3溶液的反應(yīng)。
【查閱資料】
ⅰ.2S2+Cu2+?[Cu(S2O3)2]2-(綠色),2S2+Cu2+?[Cu(S2O3)2]3-(無色);
ⅱ.2NH3+Cu+?[Cu(NH3)2]+(無色),[Cu(NH3)2]+遇空氣容易被氧化成[Cu(NH3)4]2+(藍(lán)色);
ⅲ.S2易被氧化為S4或。
【猜想假設(shè)】
同學(xué)們根據(jù)資料認(rèn)為Cu(Ⅱ)鹽與Na2S2O3可能會發(fā)生兩種反應(yīng)。
假設(shè)1:Cu2+與S2在溶液中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成[Cu(S2O3)2]2-;
假設(shè)2:Cu(Ⅱ)有
氧化
氧化
性,與S2在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
【實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象分析】
實(shí)驗(yàn)一:探究CuSO4與Na2S2O3溶液的反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)序號 |
V1(mL) |
V2(mL) |
逐滴加入Na2S2O3溶液時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
|
a |
1.5 |
0.5 |
溶液逐漸變?yōu)榫G色,靜置無變化 |
b |
1.0 |
1.0 |
溶液先變?yōu)榫G色,后逐漸變成淺綠色,靜置無變化 |
c |
0 |
2.0 |
溶液先變?yōu)榫G色,后逐漸變淺至無色,靜置無變化 |
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)a的現(xiàn)象可推測溶液中生成的含Cu微粒是
[Cu(S2O3)2]2-
[Cu(S2O3)2]2-
。(填化學(xué)符號)
(2)甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)一能證明假設(shè)2成立,他的理由是
由實(shí)驗(yàn)a到實(shí)驗(yàn)c,Na2S2O3溶液濃度越大,最終溶液顏色越來越淺,說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
由實(shí)驗(yàn)a到實(shí)驗(yàn)c,Na2S2O3溶液濃度越大,最終溶液顏色越來越淺,說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
。
實(shí)驗(yàn)二:探究CuCl
2與Na
2S
2O
3溶液的反應(yīng)。
(3)乙同學(xué)利用已知資料進(jìn)一步確證了實(shí)驗(yàn)二的無色溶液中存在Cu(Ⅰ)。他的實(shí)驗(yàn)方案是:取少量無色溶液,
向其中加入氨水,放置在空氣中,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,則說明含有Cu(Ⅰ)
向其中加入氨水,放置在空氣中,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,則說明含有Cu(Ⅰ)
。
(4)經(jīng)檢驗(yàn)白色沉淀為CuCl,從化學(xué)平衡的角度解釋繼續(xù)加Na
2S
2O
3溶液后CuCl沉淀溶解的原因:
CuCl(s)?Cu
++Cl
-,滴加Na
2S
2O
3溶液后,2S
2+Cu
+?[Cu(S
2O
3)
2]
3-(無色),c(Cu
+)降低,使沉淀溶解平衡正向移動,沉淀溶解
CuCl(s)?Cu
++Cl
-,滴加Na
2S
2O
3溶液后,2S
2+Cu
+?[Cu(S
2O
3)
2]
3-(無色),c(Cu
+)降低,使沉淀溶解平衡正向移動,沉淀溶解
。
(5)經(jīng)檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物以S
4形式存在。寫出Cu
2+與S
2發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到無色溶液的離子方程式:
2Cu
2++6S
2=S
4+2[Cu(S
2O
3)
2]
3-2Cu
2++6S
2=S
4+2[Cu(S
2O
3)
2]
3-。
【獲得結(jié)論】
綜合以上實(shí)驗(yàn),同學(xué)們認(rèn)為Cu(Ⅱ)鹽與Na
2S
2O
3在溶液中的反應(yīng)與多種因素有關(guān),得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論:①隨n(S
2):n(Cu
2+)的增大,
二者發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的趨勢減弱,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢增強(qiáng)
二者發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的趨勢減弱,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢增強(qiáng)
;②
Cl
-易于Cu
+生成CuCl,Cu(Ⅱ)鹽的陰離子為Cl
-時(shí)能增大Cu
2+與S
2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢
Cl
-易于Cu
+生成CuCl,Cu(Ⅱ)鹽的陰離子為Cl
-時(shí)能增大Cu
2+與S
2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢
。
【答案】氧化;[Cu(S
2O
3)
2]
2-;由實(shí)驗(yàn)a到實(shí)驗(yàn)c,Na
2S
2O
3溶液濃度越大,最終溶液顏色越來越淺,說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng);向其中加入氨水,放置在空氣中,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,則說明含有Cu(Ⅰ);CuCl(s)?Cu
++Cl
-,滴加Na
2S
2O
3溶液后,2S
2+Cu
+?[Cu(S
2O
3)
2]
3-(無色),c(Cu
+)降低,使沉淀溶解平衡正向移動,沉淀溶解;2Cu
2++6S
2=S
4+2[Cu(S
2O
3)
2]
3-;二者發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的趨勢減弱,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢增強(qiáng);Cl
-易于Cu
+生成CuCl,Cu(Ⅱ)鹽的陰離子為Cl
-時(shí)能增大Cu
2+與S
2發(fā)生氧化還原反應(yīng)的趨勢