文档介绍：硫酸铜与氢氧化钠溶液反应条件探究
摘要:探究了影响硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序,最终总结出硫酸铜和氢氧化钠溶液反应的适宜实验条件。同时分析讨论了探究过程中出现的意外现象。
关键词:硫酸铜与氢氧化钠溶液的反应;实验条件探究;化学实验教学
:1005–6629(2014)2–0049–02 中图分类号: 文献标识码:B
人教版九年级化学教材中有这样一个实验[1]:2 mL氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液,观察现象;再用酒精灯加热,观察现象。这个实验似乎很简单,实验预期现象为产生蓝色絮状氢氧化铜沉淀,加热后氢氧化铜分解生成黑色氧化铜。但从文献[2~4]中发现,硫酸铜和氢氧化钠的用量不同,发生的反应不同,通常有三种情况:
教材中设定该实验的目的是让学生掌握基本的实验操作,学会观察、记录实验现象,初中阶段实验教学中应避免(1)、(3)两种复杂情况的出现。而教材中并无对反应物质量分数的规定,导致硫酸铜和氢氧化钠的用量不确定。中学实验中硫酸铜溶液的质量分数通常为2%,因此固定硫酸铜溶液的质量分数为2%,通过改变影响实验的两个主要因素:氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序来探究实验的适宜条件,以期为教师实验教学提供参考。
1 实验内容
(1)配制2%的硫酸铜溶液,2%、4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液。
(2)A组:取10支试管编号①~⑩,分别装2 mL 2%的氢氧化钠溶液,再依次滴入2%的硫酸铜溶液1~10滴,从滴加瞬间、振荡、静置、水浴加热四个时刻观察并记录实验现象。
B组:将A组试剂反滴,即向10支装有2 mL 2%的硫酸铜溶液试管中依次滴加1~10滴2%氢氧化钠溶液。
(3)依次用4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液,重复第(2)步操作。
2 实验结果及讨论
氢氧化钠溶液中滴加2%的硫酸铜溶液
从表1看出,2%~4%的氢氧化钠溶液中滴加1~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀;2%~8%的氢氧化钠溶液中滴加3~10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu(OH)2沉淀。实验时滴加1~2滴硫酸铜溶液,生成的蓝色Cu(OH)2沉淀少,最好滴加3滴以上。
此外,在A组实验中还出现两个意外现象,下面针对这两个现象展开讨论:
(1)在2 mL 2%氢氧化钠溶液中滴加2~5滴2%硫酸铜溶液,振荡静置后出现少量绿色沉淀。另外,笔者做过4 mL mol/、、、 mL mol/L硫酸铜溶液(质量分数:NaOH~%;CuSO4~%)混合未振荡静置的实验,出现蓝色絮状、浅蓝色、绿色三种沉淀。在此出现的绿色沉淀是何物质,推测有以下两种情况:①氢氧化铜与溶解在溶液中的二氧化碳生成绿色的碱式碳酸铜沉淀;②碱式硫酸铜属于碱式盐,通式为Cux(OH)ySO4·nH2O,绿色沉淀可能是碱式硫酸铜的一种。
(2)在2 mL 20%氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液,未振荡,上层生成蓝色絮状沉淀,中层形成亮蓝色环,下层是未参与反应的无色氢氧化钠的溶液。氢氧化钠溶液浓度高、黏度大,硫酸铜溶液滴入后与上层氢氧化钠生成蓝色Cu(OH)2絮状沉淀,沉淀逐步向下扩散与中层高浓度的氢氧化钠生