氢氧化铜和氨水的反应——生成弱电解质

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1、氢氧化铜和氨水的反应——生成弱电解质Cu(OH)2和NH3·H2O生成Cu(NH3)42+是读者所熟知的反应。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)2CuSO4＋2NaOH→Cu(OH)2＋Na2SO4CuSO4＋2NH3·H2O→Cu(OH)2＋(NH4)2SO4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(

2、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SO42-4，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(Na+和OH-间不可能发生结合)？为了

3、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4支试管，往其中3支试管里依次加少量浓NH4Cl液、NH4NO3液、(NH4)2SO4液，另一支试管则留作比较。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。从化学平衡移动规则考察此实验，只要有NH4+和OH-就会结合成NH3·H2O，而不必考虑NH4+是原先就存在于溶液中的

4、还是外加的。有人可能会提：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(否则，无法说明加少量浓铵盐液时，得到同样的结果)。由于原先溶液中就有SO42-(由CuSO4液带入)，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又为什么相同呢？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

5、起明显作用(显然，不能把“不明显”理解为根本不起作用)。为了验证后一个结论，可往不澄清溶液中(第四管)加其他浓铵盐液，如CH3COONH4，也很容易观察到澄清的深蓝色溶液。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沉淀即达目的］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［此举即使不能洗净NH4+，但可使Cu(OH)2中NH4+量明显下降是确定无疑

6、的］，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(顺便提及：无机合成中制备氨络离子常需加适量铵盐，应该说和这个因素有关)。由这个实验可以得到下述启示。(1)如果在反应过程中生成弱电解质，那么它将对平衡移动发生明显的作用。“生成弱电解质”包括：一开始就生成弱电解质的反应，如HCl和Na2CO3生成CO2；也包括在反应过程中生成弱电解质的实例(如上实验)。两者的区别仅仅是后者不那么一目了然而

7、已，为此再举几个实例。●把CO2分别通入Pb(NO3)2、Pb(CH3COO)2——两者浓度(mol/L)相同，配制溶液时均不含外加酸——在盛Pb(CH3COO)2溶液的容器中得到PbCO3白色沉淀(这是制备纯PbCO3的一种方法)；但在盛Pb(NO3)2容器中却得不到PbCO3沉淀。在Pb(CH3COO)2液中所以能生成PbCO3，应该是和H+与CH3COO-生成CH3COOH有关。为了验证这个看法是否可信，往上面通CO2的Pb(NO3)2澄清溶液中加浓CH3COONa溶液，确能观察到白色PbCO3沉淀的生成。可见，以上

8、看法可信。●把H2S通入ZnSO4溶液，生成白色ZnS沉淀。反应中生成的H+抑制H2S电离而使沉淀反应达不到完全的程度。Zn2+＋H2S→ZnS＋2H+若往其中加NaCH3COO，因CH3COO-与H+结合成CH3COOH，使沉淀作用趋于完全。●把H3PO4溶液分别加入到等浓度(mol/L)Pb(NO3