详解氢氧化铜和氨水的反应
2014-01-05 07:17阅读:2,971
Cu(OH)2和NH3·H2O生成Cu(NH3)42+是我们所熟知的反应。
教材上断言:这个反应很容易进行。事实究竟如何?
实验1现用两种沉淀剂NaOH和NH3·H2O和CuSO4反应制备Cu(OH)2
CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2+Na2SO4
CuSO4+2NH3·H2O→Cu(OH)2+(NH4)2SO4
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再往两种含有Cu(OH)2沉淀的溶液中加适量NH3·H2O,发生下列反应
Cu(OH)2+4NH3→Cu(NH3)42++2OH-
实验中发现,用NH3·H2O作沉淀剂得到的Cu(OH)2较易和NH3·H2O反应得到澄清的深蓝色溶液;而用NaOH作沉淀剂生成的Cu(OH)2,不易和NH3·H2O,即使是用了过量5—6倍NH3·H2O,仍不能得到澄清的溶液。这又是什么原因?
仔细研究以上几个反应方程式发现,用NaOH、NH3·H2O作沉淀剂生成Cu(OH)2沉淀的同时溶液中残留了Na+、NH4+及SO42-,而在Cu(OH)2和NH3·H2O生成Cu(NH3)42+时又释出OH-。会否是刚释出的OH-和原先在溶液中的NH4+结合成弱电质NH3·H2O,促进平衡移动呢?
为了验证上述看法是否符合事实,特进行以下实验。
实验2既然是NH4+和OH-结合成弱电解质,那么往那份不澄清的溶液(即用NaOH作沉淀剂的那份)中加NH4+,就有可能因为生成弱电解质导致平衡移动,使溶液变得澄清。
为此,把不澄清液分盛于3支试管,都往试管里依次加少量浓NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4溶液。实验现象是:3支试管中的溶液都变得澄清了,表明确实是NH4+起了作用。
可能有人会提:在加NH4+盐时,其阴离子是否也在起作用呢?根据上述3个加铵盐的实验,对此问题可提出两种看法:①阴离子在反应中均未起明显的作用;
②阴离子均起了作用,并且Cl-、NO3-、SO42-所起的作用相近。由于原先溶液中就有SO42-
,如果SO42-起着明显的作用,为什么在未加铵盐时,其效应发挥不出来呢?而在加(NH4)2SO4后,实验现象却和加浓NH4Cl、NH4NO3相同呢?这就从问题的另一面说明了在上述反应中3种阴离子均未起明显作用。
实验3既然是NH4+在起作用,那么如果降低CuSO4和NH3·H2O反应体系中NH4+的含量[用水洗涤Cu(OH)2沉淀,即降低了NH4+浓度]后,再滴加NH3·H2O,其现象应该是不容易得到澄清液。取CuSO4和适量NH3·H2O混合得Cu(OH)2沉淀,离心分离,用蒸馏水洗涤沉淀3—4次,而后往沉淀上加NH3·H2O,不易得到澄清液。此时,若再加入铵盐,溶液又变得澄清了。
由实验2—3现象可确知,有无足量NH4+将对Cu(OH)2和NH3·H2O间反应起“决定性”作用。
最后一个问题是:如何制备纯的Cu(OH)2沉淀?简便的方法是:
●把制得的Cu(NH3)42+溶液,用浓H2SO4吸去其中的NH3和H2O。这个吸收NH3的过程,相当于Cu(NH3)42+溶液中NH3浓度降低的过程,由此便生成了呈浅蓝色的Cu(OH)2沉淀。
●往Cu(NH3)42+溶液中加较浓的NaOH溶液。可得很纯的Cu(OH)2沉淀。
Cu(NH3)42+ +
2OH- <=> Cu(OH)2
+ 4NH3
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