Question

将锌粒投入CuSO₄溶液后，常常可以观察到这样的现象．锌粒表面有黑色粉物生成，并出现少量气泡．静止2～3小时，黑色粉状物大量增加．经过滤后得到的部分黑色粉状物用蒸馏水洗涤5～6次，至少量洗液中滴入过量氨水无颜色变化止．凉干黑色粉状物后进一步实验；取少量黑色粉状物于试管中，滴加适量的稀盐酸即出现紫红色粉状物，并伴有极少量的气泡，溶液显淡黄绿色．吸取淡黄绿色溶液少许至另一洁净试管中，加入过量氨水，生成蓝色溶液．
（1）黑色粉状物的组成是什么？
（2）生成黑色粉状物的原因是什么？
（3）如欲在锌拉与CuSO₄溶液的反应中观察到表面析出的紫红色铜，应采取什么措施？

Answer 1

（1）根据题意“将锌粒投入CuSO₄溶液后”，锌粒表面有黑色粉物生成，“取少量黑色粉状物于试管中，滴加适量的稀盐酸即出现紫红色粉状物，并伴有极少量的气泡，溶液显淡黄绿色”，则可推测其组成为铜、氧化铜、少量锌粉；
（2）考虑：铜胃锌与硫酸铜置换反应之产物，硫酸铜溶液应Cu²⁺水解而呈酸性，一部分锌遇H⁺生成H₂，有少量的锌从表面脱落未反应而与通分混杂；随着H₂的放出．溶液的pH值增大，析出的Cu（OH）₂也不断增多，并分解成黑色的CuO粉末．
（3）考虑：抑制水解，采用直接将硫酸铜晶体溶于水制成的饱和溶液与锌粉反应，即可观察到紫红色的铜析出．
故答案为：（1）铜、氧化铜、少量锌粉；
（2）铜胃锌与硫酸铜置换反应之产物，硫酸铜溶液应Cu²⁺水解而呈酸性，一部分锌遇H⁺生成H₂，有少量的锌从表面脱落未反应而与通分混杂；随着H₂的放出．溶液的pH值增大，析出的Cu（OH）₂也不断增多，并分解成黑色的CuO粉末．
（3）抑制水解，采用直接将硫酸铜晶体溶于水制成的饱和溶液与锌粉反应，即可观察到紫红色的铜析出．