Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對影響 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）

①Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20； Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14

②Cu(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) 1）CuSO4 溶液和濃氨水的反應(yīng)。

序號	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1-1	向 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	向 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	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，上層清液接近無色
2-3	向 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 沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾，并設(shè)計(jì)了如下對比實(shí)驗(yàn)：

序號	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	無明顯現(xiàn)象

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

②試劑 a 為 ___________________________。

(3)利用平衡移動原理對實(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， 影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)物的因素有________________________。

Answer 1

【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，過濾洗滌沉淀后，將沉淀置于試管中加熱，并將濕潤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/L且pH=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，濃度降低，溶液變?yōu)闊o色 與實(shí)驗(yàn) 1-2對比，探究其它條件相同的情況下，氨水濃度對反應(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，過濾洗滌沉淀后，將沉淀置于試管中加熱，并將濕潤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）①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+；

②跟據(jù)乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn) 2-1 沒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)一個對比實(shí)驗(yàn)，對比在沒有Cu2+且c(SO42-)和pH相同的條件下對反應(yīng)產(chǎn)物的影響，所以可以加入c(SO42-)= 0.1 mol/L且pH=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，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，濃度降低，溶液變?yōu)闊o色；

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

(5)有實(shí)驗(yàn)2-1、2-2、2-3可以推測，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用量）。