【題目】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素進(jìn)行了如下探究。

(查閱資料)

Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20 Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14

Cu(NH3)4SO4·H2O 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(NH3)4SO4·H2O 在乙醇-水混合溶劑中的溶解度如下圖所示。

(實(shí)驗(yàn) 1CuSO4 溶液和濃氨水的反應(yīng)。

序號(hào)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1-1

2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)中逐滴加入 2 mL 1 mol/L 氨水

立即出現(xiàn)淺藍(lán)色沉淀,溶液變無(wú)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

2 mL 1 mol/L 氨水中逐滴加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)

始終為澄清透明的深藍(lán)色溶液 B

(1)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明,深藍(lán)色溶液 A、B 中均含有,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案為______________________(寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象)

(實(shí)驗(yàn) 2)探究影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素。

序號(hào)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

2-1

向?qū)嶒?yàn) 1-2 所得深藍(lán)色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 0.1 mol/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?yàn) 1-2 所得深藍(lán)色溶液 B 中繼續(xù)加入 1 mol/L NaOH

有淺藍(lán)色沉淀生成,上層清液接近無(wú)色

2-3

2 mL 0.1 mol/L 氨水中逐滴加入2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)

有淺藍(lán)色沉淀生成,上層清液接近無(wú)色

(2)依據(jù)實(shí)驗(yàn) 2-1,甲同學(xué)認(rèn)為 Cu2+濃度是影響 CuSO4 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(shí)驗(yàn) 2-1 沒(méi)有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,并設(shè)計(jì)了如下對(duì)比實(shí)驗(yàn):

序號(hào)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

2-4

向?qū)嶒?yàn) 1-2 所得深藍(lán)色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 試劑 a

無(wú)明顯現(xiàn)象

①用化學(xué)用語(yǔ)表示硫酸銅溶液呈酸性的原因:___________________________。

②試劑 a ___________________________

(3)利用平衡移動(dòng)原理對(duì)實(shí)驗(yàn) 2-2 的現(xiàn)象進(jìn)行解釋:____________________________。

(4)實(shí)驗(yàn) 2-3 的目的是__________________________。

(5)綜合上述實(shí)驗(yàn)可以推測(cè), 影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素有________________________

【答案】向深藍(lán)色溶液中加入大量乙醇,出現(xiàn)深藍(lán)色沉淀,過(guò)濾洗滌沉淀后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口,觀察到紅色的石蕊試紙變藍(lán) Cu2+ +2H2OCu(OH)2+2H+ c(SO42-)= 0.1 mol/LpH=3.2的硫酸硫酸鈉混合溶液 存在 Cu2+ + 4NH3,當(dāng)加入氫氧化鈉溶液,氫氧根離子和銅離子結(jié)合成氫氧化銅淺藍(lán)色沉淀,使平衡向右移動(dòng),濃度降低,溶液變?yōu)闊o(wú)色 與實(shí)驗(yàn) 1-2對(duì)比,探究其它條件相同的情況下,氨水濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響; 銅離子的濃度、溶液的堿性、氨水的濃度(或氨水的濃度、硫酸銅和氨水的相對(duì)用量)

【解析】

根據(jù)控制變量法分析影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素。

1)因?yàn)?/span>Cu(NH3)4SO4·H2O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,所以檢驗(yàn)溶液 A、B 中均含有,向溶液中加入大量乙醇,出現(xiàn)深藍(lán)色沉淀,過(guò)濾洗滌沉淀后,將沉淀置于試管中加熱,并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口,觀察到紅色的石蕊試紙變藍(lán);

2硫酸銅是強(qiáng)酸弱堿鹽,銅離子水解使溶液顯酸性,水解的離子方程式是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+;

跟據(jù)乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn) 2-1 沒(méi)有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,根據(jù)控制變量法,應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)比在沒(méi)有Cu2+c(SO42-)pH相同的條件下對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,所以可以加入c(SO42-)= 0.1 mol/LpH=3.2的硫酸—硫酸鈉混合溶液,排除酸性溶液的干擾;

(3) Cu2++ 4NH3是可逆反應(yīng),當(dāng)加入氫氧化鈉溶液時(shí),銅離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀,使銅離子濃度減少,依據(jù)勒夏特列原理,平衡向向右移動(dòng),濃度降低,溶液變?yōu)闊o(wú)色;

4)實(shí)驗(yàn) 2-3是對(duì)比實(shí)驗(yàn),與實(shí)驗(yàn) 1-2對(duì)比,探究其它條件相同的情況下,氨水濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響;

(5)有實(shí)驗(yàn)2-1、2-2、2-3可以推測(cè),影響CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素有銅離子的濃度、溶液的堿性、氨水的濃度(或氨水的濃度、硫酸銅和氨水的相對(duì)用量)。

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②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:

___+___Fe2++___=___Cl+___Fe3++__

(3)FeCl3在溶液中分三步水解:

Fe3+H2OFe(OH)2++H K1

Fe(OH)2++H2O+H K2

+H2OFe(OH)3+H K3

以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是__________

通過(guò)控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氧化鐵,離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))______。

a.降溫 b.加水稀釋

c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3

室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是___。

(4)天津某污水處理廠用氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[Fe(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為_____mg·L-1。

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氯胺酮(K) 冰毒

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A.K粉的分子式為C13H16ClNO

B.這四種毒品都屬于芳香烴

C.1mol大麻最多可與含4mol Br2的濃溴水發(fā)生反應(yīng)

D.搖頭丸不可能發(fā)生加成反應(yīng)

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