【想法】氯化铁-铜反应体系的探究
Lihua 2020-2-29原创 科创茶话化学与化工
关键词
氯化铁氧气氧化反应氯化亚铜

首先说明一下:这只是个想法,基于定性探究,具体的定量操作还没有条件(仪器和时间)做。每天两套卷子,忙啊。

家里的84消毒液不够了,笔者想用电解法少量制备。刚好家里有气刨碳棒,可以用作电极,但首先要去除表面的铜镀层。我选择了盐酸酸化的氯化铁溶液与之反应。经过一夜的浸泡处理,我发现了如下现象(注意照片右下角的时间):

1.溶液底部有白色晶体析出,溶液呈棕色。

IMG_20200229_080333.jpg

2.溶液表面颜色加深。值得注意的是,中间有一个浅色层。

IMG_20200229_080358.jpg

3.做完一份高考题量的语文卷之后,发现溶液表面依然是棕黄色,但颜色变浅,其他部位变为浅绿色。底部有大量白色晶体析出,碳棒的铜镀层表面有少许白色固体覆盖。

IMG_20200229_112256.jpg

IMG_20200229_112311.jpg

溶液中可能发生的反应

目标反应

〇    2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

其他可能的反应

①    Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl(形成氯化亚铜的原因)

②    4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O(亚铁离子被氧化)

③    CuCl+Cl-⇌[CuCl2]-(生成的氯化亚铜溶解)

④    Cu2++4Cl-⇌[CuCl4]2-

⑤    4[CuCl2-]+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O

在强酸性条件下,离子水解可以忽略。

分析

白色晶体是氯化亚铜,来自①和③反应。铜没有完全溶解,说明铜过量,不存在铁离子。溶液表面呈棕色,是在有氧气参与的情况下,发生了各种反应。在溶液深处氧气浓度较低,故呈浅绿色,是Fe2+的颜色。

相关论文找过,但我想自己做一做验证或者探究实验。无奈时间不够,先写个粗略的实验方案,到时候再来填坑。


一、配置溶液,并测定铁离子浓度

取一定质量的六水合氯化铁和硫酸铁,分别溶于蒸馏水或对应的酸并定容至一定体积。取出一定体积的溶液,用过量锌粒还原,过滤洗涤,将滤液定容,用高锰酸钾溶液滴定。高锰酸钾先用标准草酸溶液标定。(用碘量法亦可)。

二、铁离子浓度对反应的影响

取氯化铁溶液,稀释到一定浓度梯度,加入铜丝,一段时间后观察反应现象。

取硫酸铁溶液,稀释到相同的浓度梯度(浓度以铁离子计),加入铜丝,一段时间后观察反应现象。

三、氯离子浓度对反应的影响

取一定浓度的硫酸铁溶液,加入稀释到一定浓度梯度的氯化钠溶液,加入铜丝,一段时间后观察反应现象。

四、氧气对反应的影响

取一定浓度的氯化铁溶液,分别加入两支试管。一支试管内加入液体石蜡,另一支试管不作处理,再分别加入铜丝,一段时间后观察反应现象。

将氯化铁溶液换成等浓度的硫酸铁溶液,重复实验。

五、得出结论

没有数据,暂时无法得出结论。

来自:化学化工 / 化学与化工聊天生活广场 / 科创茶话
2020-2-29 13:08:54
1楼

量筒反应差评 sticker

评论(1)折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-2-29 17:14:07
2楼
引用Syscus-AC发表于1楼的内容
量筒反应差评

实际操作中,安全好用即可。

前提是你有很多量筒哈哈,如果要求精密,这个量筒下次肯定不能用了


折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
Lihua(作者)
3楼
引用Weskerpan发表于2楼的内容
实际操作中,安全好用即可。前提是你有很多量筒哈哈,如果要求精密,这个量筒下次肯定不能用了

这个量筒底部不是很平,可以轻微地晃动,故一直没有当“量筒”用过,而用作可以指示反应液体积的容器。


折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
4楼
引用Lihua发表于3楼的内容
这个量筒底部不是很平,可以轻微地晃动,故一直没有当“量筒”用过,而用作可以指示反应液体积的容器。

只能定性了

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
Lihua(作者)
5楼
引用Weskerpan发表于4楼的内容
只能定性了

没办法了。这个量筒晃一晃读数可以±1ml,实在无法忍受,拿来当容器算了。也算是见识了什么才应该算是A级仪器。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-03-02 08:45:24
2020-3-2 8:45:24
6楼

看来又多了一种制氯化亚铜的方法,溶液的棕色应该是氯化亚铜溶于盐酸生成的氯亚铜酸,注意[CuCl2]-   是有颜色的。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
7楼

你可以尝试一下,将氯化铜溶液与氯化亚锡浓溶液(可以先酸化,保证溶液的澄清)混合一下,对你的实验可能有帮助。

评论(1)折叠评论
1
加载评论中,请稍候...
折叠评论
8楼

溶液深处的浅绿色也不一定是铁的颜色,较浓的氯亚铜酸(棕)遇水即可显现出绿色。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-03-17 21:58:08
2020-3-17 21:58:08
9楼

本人实操的经验:

如果Cl-浓度不够,在铜板表面会生成一层红色物质(推测是Cu2O)阻止继续反映;此时需要加入过量NaCl并大力震荡,红色物质可以自发溶解,反应继续。

验证CuCl2 -的简单易行的办法:取母液加大量水稀释,如果析出白色晶体就证明有CuCl2 -

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论
2020-03-18 08:17:15
Lihua(作者)
10楼
引用2SC1970发表于9楼的内容
本人实操的经验:如果Cl-浓度不够,在铜板表面会生成一层红色物质(推测是Cu2O)阻止继续反映;此时...

我也观察到相同的现象。到时候我探究下不同因素对这个反应的影响。

折叠评论
加载评论中,请稍候...
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传
空空如也~
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
{{forum.displayName}}
{{forum.countThreads}}
篇文章,
{{forum.countPosts}}
条回复
{{forum.description || "暂无简介"}}
ID: {{user.uid}}
学术分隐藏
{{submitted?"":"投诉"}}
请选择违规类型:
{{reason.description}}
支持的图片格式:jpg, jpeg, png