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时间:2017-11-14
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1、如何把铜转化为铜离子方法问题:硫酸铜是制备其它铜化合物的重要原料,也是一种常见的硫酸盐。如果以铜为原料,有哪些方法可制得硫酸铜呢?写出反应的化学方程式,并评价不同方法用于工业制备的优劣。方法一:在这一问题的讨论过程中,学生会提出铜与浓硫酸直接反应及铜先与氧气生成氧化铜,再与稀硫酸反应这样两种方案,这都是工业上制备硫酸铜的重要方法。至于评价,讨论的要点有:方法一,硫酸的利用率不高,有二氧化硫污染,(若二氧化硫能循环使用则另当别论);方法二:表面的铜被氧化,铜的利用率不高,若过度粉碎铜屑,则氧化铜都成为矿尘扬起等等。方
2、法三:能否利用方法二的原理,使铜在稀硫酸的溶液中被氧化呢?怎么做?工业上会采用不断鼓入空气的情况下用热的稀硫酸溶解铜制硫酸铜。为什么要用热的稀硫酸?(铜要在加热时才能与氧气反应,而且加热可提高化学反应速率)氧气在这个反应起到什么作用?(氧化剂,H+没有这么强的氧化性,渗透反应过程中的“竞争性”)方法四:若在铜和稀硫酸的混合物中,不通氧气,而加入某种无色液体,也能得到蓝色溶液,有些什么可能性呢?实验探究:(1)铜与稀硫酸——不反应(2)加入无色液体(H2O2)——溶液变蓝,产生气泡,讨论分析原因,用化学方程式来解释。
3、讨论中突出以下几点:①溶液变蓝,是什么在氧化金属铜?(双氧水)②产生的是气体是氧气还是氢气?(可检验,或从理论是分析,铜无法将H+还原成氢气)③是谁将氧气氧化出来的呢?(双氧水自己发生了分解——歧化)④双氧水为什么加入后很快分解了呢?(可能铜或铜离子起到催化作用,也可能H+或SO42-起催化作用)⑤如何设计实验,证明你的猜想?⑥能否在一个化学反应方程式中体现这个实验中的看到的现象呢?(配平的系数有很多组)⑦如果能确定下两种氧化产物硫酸铜与氧气的物质的量的关系,如1:1,能否配平出确定的系数呢?(3)向铜和稀硫酸的混
4、合溶液中滴加无色液体稀硝酸。(溶液变蓝,产生气泡,在试管口变成红棕色,是硝酸。)方法五:这个反应中,氧化剂?写出反应的离子方程式。3Cu+2NO3-+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O溶液中有SO42-和NO3-,为什么是硝酸根而不是硫酸根氧化铜呢?反应后的溶液中有SO42-、NO3-,如果恒温蒸发水份,那析出的是硫酸铜晶体呢,还是硝酸铜晶体呢?CuSO4与Cu(NO3)2在不同温度下的溶解度(g)温度℃0102030406080Cu(NO3)283.5100125156163182208CuSO423.1
5、27.532.037.844.661.883.8由于硫酸铜溶解度较小,所以在浓度差不多时,是硫酸铜析出,若析出的晶体中含少量的硝酸铜,可用结晶法提纯。这也是现在工业生产硫酸铜时广泛采用的方法,向铜和稀硫酸的混合物中加硝酸,制得硫酸铜晶体。这一反应中产生的NO如何处理呢?(循环使用)2NO+O2===NO23NO2+H2O===2HNO3+NO总的结果2Cu+O2+4H+==2Cu2++2H2O那么在这个反应中NO、NO2起什么作用呢?(催化剂)
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