CuS的绿色溶解方法|硫化钠溶解绿色
时间：2019-02-05 03:30:49 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要:根据化学平衡移动原理及溶度积规则,用过氧化氢和饱和食盐水溶解CuS,探索出溶解CuS的一种绿色方法。 关键词:CuS;溶解 文章编号:1005-6629(2010)09-0009-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:C
在中学和大学化学教材中,硫化铜都是用浓硝酸溶解的[1-6], 以方程式3CuS+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O表述。在溶解过程中,释放出氮氧化合物。而氮氧化物都具有不同程度的毒性,会刺激肺部,尤其是对于儿童,氮氧化物可能会造成儿童肺部发育受损。同时氮氧化物也是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要因素。众所周知,要使不溶解于水的金属硫化物溶解,关键在于降低其溶液中金属离子和硫离子的浓度,使其离子积小于溶度积。本法根据化学平衡移动原理和溶度积规则,用不产生污染的过氧化氢氧化S2-,降低硫离子浓度;用饱和食盐水提供大量的Cl-,与Cu2+形成配合物,从而降低铜离子的浓度。用这样的方法溶解,相对于传统的溶解方法,无氮氧化合物产生,不会污染环境,是一种绿色溶解方法。
1实验部分
(1)CuS制备(所用试剂均为分析纯):将20 mL 1 mol・dm-3 CuSO4溶液缓慢加入到盛有20 mL 1 mol・dm-3 Na2S溶液的烧杯中,产生黑色CuS沉淀,滤出CuS沉淀,用蒸馏水反复清洗,直到检测无硫酸根离子为止。将CuS沉淀烘干备用。
(2)CuS的溶解。取0.5克CuS固体于烧杯中,加入10 mL饱和食盐水。将上述烧杯置于电炉上加热,直到溶液沸腾。向沸腾的溶液中滴加30 %过氧化氢溶液,并不断搅拌,直到黑色固体消失。
(3)刚制备出未经烘干的CuS沉淀的溶解。按照(2)所述操作,将黑色CuS固体溶解,得到淡绿色浊液;静置后,烧杯底部有一定量的淡绿色沉淀,溶液为淡绿色溶液。取少量的溶液置于试管中,加入BaCl2溶液,有少量白色沉淀产生,加酸不溶解,说明检测液中含有少量SO42-。将淡绿色沉淀离心分离,用蒸馏水洗涤3次,得到淡黄色固体,该淡黄色固体可以燃烧,有刺激性气体产生。我们判断该淡黄色固体是硫单质,在加热条件下,被氧化为SO2。
(4)烘干的CuS溶解。按照(2)所述操作,CuS却不溶解,向溶液加入6 mol・dm-3的硫酸溶液,控制溶液的pH为1左右,再向上述溶液中滴加过氧化氢溶液,并不断搅拌。可以看到,黑色沉淀迅速消失,溶液呈黄绿色,静置片刻后为黄绿色偏绿,同时溶液中产生黑色有弹性的物质。该黑色有弹性的物质可以燃烧,并产生有刺激性气体,可以判断该黑色的物质中主要为弹性硫。
2结果与讨论
由以上的现象可以看出用饱和食盐水以及过氧化氢溶液可以将CuS固体溶解。在溶解的过程中,S2-氧化为单质硫和SO42-,其中大部分氧化为单质硫,有少部分氧化为SO42-。
刚制备的CuS固体可以溶解于过氧化氢溶液与饱和食盐水的混合液中,但经烘干后的CuS固体,却很难溶解在上述溶液中。原因可能是刚制备出来的CuS固体,其内部结合不紧密,活性较大,因而易被溶解。而烘干并放置一段时间后,内部结构结合的紧密,导致其活性降低,因而使其难以被溶解。
对于烘干后的CuS固体,可以通过向其中滴加酸液,使其溶于过氧化氢溶液与饱和食盐水的混合液中。
过氧化氢与氢离子有如下反应:
H2O2+2e-+2H+→2H2O
E(H2O2/H2O)=EH2O2/H2O+0.5×0.0592 lg[H2O2][H+]2/[H2O]2
=E(H2O2/H2O)+0.5×0.0592 lg[H2O2][H+]2
由此可见,H+的浓度越大,过氧化氢的氧化能力越强,可以使硫化铜中 S2- 氧化为单质S,降低体系中的S2+的浓度; 饱和食盐水能提供大量的Cl-,与Cu2+离子形成[CuCl4]2-,降低金属离子Cu2+的浓度,这样可以降低CuS的离子积,从而使溶液中硫化铜的离子积J 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
