硫酸铜怎样还原成硫酸和铜
cu+2h2so4=cuso4+so2+2h2o
在这个反应中,参加反应的2mol硫酸里有1mol被还原生成so2,同时生成1mol硫酸铜。
题目中生成的cuso4是25g=25/160=5/32mol,所以被还原的硫酸也是5/32mol,即5/32mol×98g/mol=15.3125g
硫酸铜中的铜处于化合价的最高价,属于具有氧化性,那么铜钱的金属都能够与他反映,从中置换出铜
Fe十CuSO4=FeSO4十Cu
可以与亚硫酸钠反应生成亚铜
2NaCl十2CuSO4十Na2SO3十H2O=2CuCl十2Na2SO4十H2SO4
阴极:2Cu2+ + 4e- = 2Cu 阳极:4OH- -4e- =2H2O+O2
总反应:2Cu2+ +2H2O= 2Cu + O2 +4H+
x y
所以要加CuO(由于Cu、O2不与生成酸反应)。
加氢氧化铜不行,会增加水,使溶液变稀。
加碳酸铜可以,因为生成二氧化碳会挥发,实际增加还是CuO.
实际上和浓硫 酸反应过程非常复杂。
国外的化学工作者指出铜和浓硫 酸共热时最常见到的反应产物是硫 酸铜和硫化亚铜。
在80℃以后,随着温度的提高,反应中硫 酸铜的生成逐渐增加,而硫化亚铜的生成却逐渐减少,到达270℃时,硫化亚铜在反应中完全消失。反应
Cu+2H2SO4 ==CuSO4+SO2↑+2H2O
在各种温度都占优势,而在270℃以上时则是唯一的反应。另一个反应
5Cu+4H2SO4 =Cu2S↓+3CuSO4+4H2O
与第一个反应同时进行。在80℃左右时,第二个反应达到和第一个反应相对的最大速率。而在80℃以后,由于下述两个反应的存在,硫化亚铜在反应中逐渐消失。
Cu2S+2H2SO4=CuS↓+CuSO4+2H2O+SO2↑
CuS+4H2SO4=CuSO4+4SO2↑+4H2O
近年来,我国化学工作者对该反应的机理也进行了研究,得出如下结论:在较低温度下,铜与浓硫 酸作用后,先生成的黑色物质为Cu2S;提高温度后,生成的黑色物质为CuS。指出铜与浓硫 酸之间的反应主要有:
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
5Cu+4H2SO4=Cu2S+3CuSO4+4H2O
Cu2S+2H2SO4=CuS+CuSO4+2H2O+SO2↑
CuS+2H2SO4=S↓+CuSO4+SO2↑+2H2O
第一个反应的反应温度在250℃附近。当铜耗尽时,生成的Cu2S按第三、四个反应式发生反应。
其一,
无水硫酸铜加热到923K时,分解得到CuO
CuSO₄==加热==CuO+SO₃↑
或者
2CuSO₄==加热==2CuO+2SO₂↑+O₂↑
然后还原氧化铜,得到铜
CuO+CO=加热=Cu+CO2↑
其二,
用比铜活泼的金属置换硫酸铜
Fe+CuSO₄====FeSO₄+Cu
↓
其三,
电解硫酸铜溶液
2CuSO₄+2H₂O==通电==2H₂SO₄+2Cu+O₂↑
因为Na的活性过于强,外层电子非常容易失去,由于水溶液中,无论CuSO4的浓度多高,还远远低于水的数量,而Na放进溶液中,由于它的密度比水低,所以Na漂浮在水上,先于水接触,没有和Cu2+接触,反应生成NaOH,导致OH-浓度增大,便与Cu2+结合生成蓝色絮状沉淀
这个事实上是分两步进行的
第一步
Na与水反应
2Na
+
2H2O
===
2NaOH
+
H2↑
第二步
NaOH与CuSO4反应
2NaOH
+
CuSO4
===
Cu(OH)2↓
+
Na2SO4
合起来
总反应方程式
2Na
+
CuSO4
+
2H2O
===
Cu(OH)2↓
+
Na2SO4
+
H2↑
通常来说硫酸盐的还原产物就是硫化物。不会被还原成金属。因为硫化氢的形成自由能比较正,反应几乎不发生。
如果是硫酸铜溶液,则不会发生还原反应,而只是形成铜氨络合物
的本质就是有电子的得失或转移,从表面上看就是有
元素化合价
发生变化,
CuSO4
--Cu这一反应中Cu由正二价变成零价,因此是
氧化还原反应
。