过硫酸钠与铜反应的方程
XZGXY2017/07/24化学 IP:江苏
经常用过硫酸钠腐蚀刻制电路板,无色的过硫酸钠溶液用过后会变成蓝色,还有气泡在铜表面生成,谁知道完整的反应方程式。
来自:数理化 / 化学
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~~空空如也
486123
7年0个月前 IP:浙江
836944
\(\frac{1}{2}S_{2}O_{8}^{2-}+e^{-}\rightarrow SO_{4}^{2-}\)
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三硝基二甲苯
7年0个月前 IP:江苏
836977
过硫酸根氧化铜,化学计量比为一比一
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ne555
7年0个月前 IP:山东
837033
过硫酸根会产生少量过氧化氢
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TBsoft
7年0个月前 修改于 7年0个月前 IP:湖北
837054
过硫酸盐与铜的反应,如果是中学阶段,写成以下反应方程式就行了(以过硫酸钠为例):

Cu + Na2S2O8 = CuSO4 + Na2SO4

或者:

Cu + S2O82- = Cu2+ + 2SO42-

如果是大学本科阶段,不做深入研究,可以了解两个知识:

1、二价铜离子、一价银离子等金属离子,对过硫酸根离子作为氧化剂的反应有明显催化作用,能明显加快反应速率。因此过硫酸盐腐蚀铜,在没有加入催化剂的情况下,会出现一开始反应速率很慢,随后反应速率逐渐加快的现象,原因是反应生成的二价铜离子起到了自催化作用。

2、过硫酸根离子有水解生成过氧化氢的副反应,可看作过氧链转移反应,反应可以写作:

S2O82- + 2H2O → 2HSO4- + H2O2

这一反应会生成酸性较强的硫酸氢根离子,导致溶液中H+浓度升高,酸性增强,H+对上一反应也有催化作用,因此上一反应也是自催化的,随着时间延长,过氧化氢浓度会逐渐升高,在二价铜离子催化作用下,过氧化氢分解放出氧气,可以看作冒出气泡的原因。

因此,不做深入研究的大学本科阶段可以写成以下几个反应方程式:

Cu + S2O82- → Cu2+ + 2SO42-
S2O82- + 2H2O → 2HSO4- + H2O2
2H2O2 → 2H2O + O2

由于这三个反应都不是定量完成的,因此反应方程式最好写箭头,不要用等号。

如果要对过硫酸盐作为氧化剂的反应进行较深入的研究,则需要考虑更深层的问题和反应机理。过硫酸根离子在低温和没有催化剂的情况下基本是惰性的,原因在于过硫酸根离子比较稳定,需要进行“活化”。

加热是活化过硫酸根离子的一种简单方法,一般加热到50℃—60℃即可,在一定温度下,过硫酸根离子分解成为比过硫酸根离子活性高,但也有一定稳定性的硫酸根负离子自由基,实际上是过硫酸根离子的均裂反应:

S2O82- → 2SO4·-

某些金属离子催化剂也能使得过硫酸根离子生成硫酸根负离子自由基,同样能起到活化作用,其反应机制较复杂,这里就暂时不写出了。

硫酸根负离子自由基有比过硫酸根离子更强的氧化性,以及较强的活性,能氧化金属成为金属离子,氧化水成为过氧化氢、氧气甚至臭氧,反应机理十分复杂,不排除有氢氧自由基(OH·)作为中间产物生成,OH·可能是生成过氧化氢和臭氧的重要原因。

因此过硫酸盐水溶液在加热到沸腾分解时,除了放出氧气(可用带火星的木条检验)之外,常常可以闻到轻微的刺激性气味,实际上是臭氧的气味。

要对反应机理进行深入研究,必须有足够的实验条件和仪器,并设计精确的实验方案,这已经属于较深入的科研范畴了。

读了高中化学,会觉得初中化学是“扯淡”;参加了化学竞赛或者学习了大学化学,又会觉得高中化学是“扯淡”;等真正进行化学研究了,读了高等无机化学、高等有机化学等研究生甚至博士教材,以及科研参考文献后,难道还要觉得大学化学也是“扯淡”吗?

其实,这只是一个模型从粗略到精确的过程,学生学习阶段的不同,应该逐步提供从粗略到精确的模型,以逐渐从入门学习阶段过渡到高层次的学习阶段。但没有最精确的模型,只有更精确的模型,现代科学的发展,就是构建在逐步精确的各种模型上。

因此,学无止境,切莫轻狂,更忌多读了几本书就大放狂言。下车伊始,哇啦哇啦,是最要不得的,也是最容易跌跤的(主席语)。
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M_LU
2年3个月前 IP:湖南
903167
引用TBsoft发表于4楼的内容
过硫酸盐与铜的反应,如果是中学阶段,写成以下反应方程式就行了(以过硫酸钠为例):Cu + Na2S2...


哇,感觉你好厉害呀,前面偶然间遇到了你关于新型绿色蚀刻剂的评论,就感觉你分析的很有道理,没想到又遇到了这条评论,让我明白了很多,给你点赞!


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