Question

將鋅粒投入CuSO₄溶液后，常常可以觀察到這樣的現象．鋅粒表面有黑色粉物生成，并出現少量氣泡．靜止2～3小時，黑色粉狀物大量增加．經過濾后得到的部分黑色粉狀物用蒸餾水洗滌5～6次，至少量洗液中滴入過量氨水無顏色變化止．涼干黑色粉狀物后進一步實驗；取少量黑色粉狀物于試管中，滴加適量的稀鹽酸即出現紫紅色粉狀物，并伴有極少量的氣泡，溶液顯淡黃綠色．吸取淡黃綠色溶液少許至另一潔凈試管中，加入過量氨水，生成藍色溶液．
（1）黑色粉狀物的組成是什么？
（2）生成黑色粉狀物的原因是什么？
（3）如欲在鋅拉與CuSO₄溶液的反應中觀察到表面析出的紫紅色銅，應采取什么措施？

Answer 1

（1）根據題意“將鋅粒投入CuSO₄溶液后”，鋅粒表面有黑色粉物生成，“取少量黑色粉狀物于試管中，滴加適量的稀鹽酸即出現紫紅色粉狀物，并伴有極少量的氣泡，溶液顯淡黃綠色”，則可推測其組成為銅、氧化銅、少量鋅粉；
（2）考慮：銅胃鋅與硫酸銅置換反應之產物，硫酸銅溶液應Cu²⁺水解而呈酸性，一部分鋅遇H⁺生成H₂，有少量的鋅從表面脫落未反應而與通分混雜；隨著H₂的放出．溶液的pH值增大，析出的Cu（OH）₂也不斷增多，并分解成黑色的CuO粉末．
（3）考慮：抑制水解，采用直接將硫酸銅晶體溶于水制成的飽和溶液與鋅粉反應，即可觀察到紫紅色的銅析出．
故答案為：（1）銅、氧化銅、少量鋅粉；
（2）銅胃鋅與硫酸銅置換反應之產物，硫酸銅溶液應Cu²⁺水解而呈酸性，一部分鋅遇H⁺生成H₂，有少量的鋅從表面脫落未反應而與通分混雜；隨著H₂的放出．溶液的pH值增大，析出的Cu（OH）₂也不斷增多，并分解成黑色的CuO粉末．
（3）抑制水解，采用直接將硫酸銅晶體溶于水制成的飽和溶液與鋅粉反應，即可觀察到紫紅色的銅析出．