把一块绿豆大的金属钾放入一小杯硫酸铜溶液中

题目

把一块绿豆大的金属钾放入一小杯硫酸铜溶液中
反应的化学方程式 和现象
钾先和水反应 还是先和硫酸铜反应
为什么?

答案

溶液中K不和溶质CuSO4或溶剂H2O直接反应,实际上是H+和K作用.只是K和H2O反应时,H+全部由水提供.
实际反应历程：
Cu2+ +2H2O=（可逆）Cu(OH)2+2H+（实际是两步水解,每步水解牵涉到水和[Cu(OH)]+的电离平衡以及Cu(OH)2的电离和溶解平衡）,
2K+2H+=2K+ +H2↑（促使上述平衡向右移动,Cu(OH)2随反应的进行不断析出成为沉淀）.
如果是饱和CuSO4溶液,CuSO4水解出的H+浓度比水电离出H+的浓度大2个数量级左右,可见反应需要的H+几乎全由Cu2+水解提供.所以水基本不参与反应.但水的存在是反应必须的,能够在溶液中自由移动的水合Cu2+离子[Cu(H2O)4]2+才能和水电离出的微量OH-作用而水解释放H+.
现象和K+H2O=2KOH+H2↑的现象类似,只是更加剧烈（反应放出的热更容易点燃H2爆炸）,而且还生成蓝色沉淀.
但从结果上看可以认为相当于是先和水反应（初中范围内的解释,不能解释此反应速率比K与H2O反应速率大/更加剧烈）：
K+H2O=KOH+H2↑,2KOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+K2SO4.