硫酸銅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)條件探究

1、    硫酸銅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)條件探究    李紅萍+丁偉摘要：探究了影響硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的兩個主要因素：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序，最終總結(jié)出硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的適宜實驗條件。同時分析討論了探究過程中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：硫酸銅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)；實驗條件探究；化學(xué)實驗教學(xué)：10056629（2014）2004902 ：g633.8 ：b人教版九年級化學(xué)教材中有這樣一個實驗1：2 ml氫氧化鈉溶液中滴加硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象；再用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象。這個實驗似乎很簡單，實驗預(yù)期現(xiàn)象為產(chǎn)生藍(lán)色絮狀氫氧化銅沉淀，加熱后氫氧化銅

2、分解生成黑色氧化銅。但從文獻(xiàn)24中發(fā)現(xiàn)，硫酸銅和氫氧化鈉的用量不同，發(fā)生的反應(yīng)不同，通常有三種情況：教材中設(shè)定該實驗的目的是讓學(xué)生掌握基本的實驗操作，學(xué)會觀察、記錄實驗現(xiàn)象，初中階段實驗教學(xué)中應(yīng)避免（1）、（3）兩種復(fù)雜情況的出現(xiàn)。而教材中并無對反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的規(guī)定，導(dǎo)致硫酸銅和氫氧化鈉的用量不確定。中學(xué)實驗中硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為2%，因此固定硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，通過改變影響實驗的兩個主要因素：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序來探究實驗的適宜條件，以期為教師實驗教學(xué)提供參考。1 實驗內(nèi)容（1）配制2%的硫酸銅溶液，2%、4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液。（2）a

3、組：取10支試管編號，分別裝2 ml 2%的氫氧化鈉溶液，再依次滴入2%的硫酸銅溶液110滴，從滴加瞬間、振蕩、靜置、水浴加熱四個時刻觀察并記錄實驗現(xiàn)象。b組：將a組試劑反滴，即向10支裝有2 ml 2%的硫酸銅溶液試管中依次滴加110滴2%氫氧化鈉溶液。（3）依次用4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液，重復(fù)第（2）步操作。2 實驗結(jié)果及討論2.1 氫氧化鈉溶液中滴加2%的硫酸銅溶液從表1看出，2%4%的氫氧化鈉溶液中滴加110滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%8%的氫氧化鈉溶液中滴加310滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀。實驗時滴加12滴硫酸銅溶液，生成的藍(lán)

4、色cu（oh）2沉淀少，最好滴加3滴以上。此外，在a組實驗中還出現(xiàn)兩個意外現(xiàn)象，下面針對這兩個現(xiàn)象展開討論：（1）在2 ml 2%氫氧化鈉溶液中滴加25滴2%硫酸銅溶液，振蕩靜置后出現(xiàn)少量綠色沉淀。另外，筆者做過4 ml 0.5 mol/l氫氧化鈉分別和3.0、3.5、4.0、4.5 ml 0.5 mol/l硫酸銅溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)：naoh2.0%；cuso47.4%）混合未振蕩靜置的實驗，出現(xiàn)藍(lán)色絮狀、淺藍(lán)色、綠色三種沉淀。在此出現(xiàn)的綠色沉淀是何物質(zhì)，推測有以下兩種情況：氫氧化銅與溶解在溶液中的二氧化碳生成綠色的堿式碳酸銅沉淀；堿式硫酸銅屬于堿式鹽，通式為cux（oh）yso4·nh

5、2o，綠色沉淀可能是堿式硫酸銅的一種。（2）在2 ml 20%氫氧化鈉溶液中滴加2%硫酸銅溶液，未振蕩，上層生成藍(lán)色絮狀沉淀，中層形成亮藍(lán)色環(huán)，下層是未參與反應(yīng)的無色氫氧化鈉的溶液。氫氧化鈉溶液濃度高、黏度大，硫酸銅溶液滴入后與上層氫氧化鈉生成藍(lán)色cu（oh）2絮狀沉淀，沉淀逐步向下擴(kuò)散與中層高濃度的氫氧化鈉生成亮藍(lán)色na2cu（oh）4溶液。理論上推測，再滴加適量的硫酸銅溶液使上層硫酸銅過量，靜置一段時間，上層會出現(xiàn)淺藍(lán)色的cu4（oh）6so4沉淀層，從而在一個試管中依次呈現(xiàn)淺藍(lán)色、藍(lán)色、亮藍(lán)色三個色層，讓學(xué)生形象直觀地看出氫氧化鈉與硫酸銅能發(fā)生三種反應(yīng)，因而此實驗具有進(jìn)一步挖掘的價值。2

6、.2 2%的硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液從表2看出，2%的硫酸銅溶液中滴加110滴20%氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%的硫酸銅溶液中滴加310滴6%20%的氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀。此外，在2 ml的2%的硫酸銅溶液中滴加4%的氫氧化鈉溶液5滴，生成cu（oh）2沉淀和淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀，cu（oh）2沉淀分解生成黑色的cuo，而堿式硫酸銅水浴加熱不分解；滴加6滴，生成較多的cu（oh）2沉淀和較少的淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀，加熱后生成的黑色的cuo較多，不分解的淺藍(lán)色的堿式硫酸銅較少，較多黑色和較少淺藍(lán)色綜合呈灰黑色。在2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加2%的氫氧化鈉

7、溶液10滴，加熱后也呈灰黑色，表明有少量淺藍(lán)色的堿式硫酸銅未分解。3 實驗結(jié)論綜上所述，得出如下結(jié)論：（1）2 ml的氫氧化鈉溶液中滴加110滴2%的硫酸銅溶液，都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為2%4%；310滴都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為2%8%。（2）2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加110滴氫氧化鈉溶液，都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為20%；310滴都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為6%20%。（3）對于滴加順序，取決于氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小。當(dāng)氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時，則2 ml

8、氫氧化鈉溶液中滴加2%硫酸銅溶液；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時，則2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液。參考文獻(xiàn)：1胡美玲主編.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·化學(xué)（九年級上冊）m.北京：人民教育出版社，2006：282段昌平.幾個被誤讀的實驗現(xiàn)象j.化學(xué)教學(xué)，2012，（1）：7980.3朱鵬飛，馬宏佳，杜靜.利用傳感技術(shù)對硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)的實驗研究j.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008，（9）：3436.4劉懷樂.對cu（oh）2制備實驗的研究j.化學(xué)教育，2004，（10）：53. 摘要：探究了影響硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的兩個主要因素：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序，最終總結(jié)出硫酸

9、銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的適宜實驗條件。同時分析討論了探究過程中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：硫酸銅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)；實驗條件探究；化學(xué)實驗教學(xué)：10056629（2014）2004902 ：g633.8 ：b人教版九年級化學(xué)教材中有這樣一個實驗1：2 ml氫氧化鈉溶液中滴加硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象；再用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象。這個實驗似乎很簡單，實驗預(yù)期現(xiàn)象為產(chǎn)生藍(lán)色絮狀氫氧化銅沉淀，加熱后氫氧化銅分解生成黑色氧化銅。但從文獻(xiàn)24中發(fā)現(xiàn)，硫酸銅和氫氧化鈉的用量不同，發(fā)生的反應(yīng)不同，通常有三種情況：教材中設(shè)定該實驗的目的是讓學(xué)生掌握基本的實驗操作，學(xué)會觀察、記錄實驗現(xiàn)象，初中階段實驗教學(xué)中應(yīng)避免（1）、（

10、3）兩種復(fù)雜情況的出現(xiàn)。而教材中并無對反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的規(guī)定，導(dǎo)致硫酸銅和氫氧化鈉的用量不確定。中學(xué)實驗中硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為2%，因此固定硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，通過改變影響實驗的兩個主要因素：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序來探究實驗的適宜條件，以期為教師實驗教學(xué)提供參考。1 實驗內(nèi)容（1）配制2%的硫酸銅溶液，2%、4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液。（2）a組：取10支試管編號，分別裝2 ml 2%的氫氧化鈉溶液，再依次滴入2%的硫酸銅溶液110滴，從滴加瞬間、振蕩、靜置、水浴加熱四個時刻觀察并記錄實驗現(xiàn)象。b組：將a組試劑反滴，即向10支裝有2 ml 2%的硫

11、酸銅溶液試管中依次滴加110滴2%氫氧化鈉溶液。（3）依次用4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液，重復(fù)第（2）步操作。2 實驗結(jié)果及討論2.1 氫氧化鈉溶液中滴加2%的硫酸銅溶液從表1看出，2%4%的氫氧化鈉溶液中滴加110滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%8%的氫氧化鈉溶液中滴加310滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀。實驗時滴加12滴硫酸銅溶液，生成的藍(lán)色cu（oh）2沉淀少，最好滴加3滴以上。此外，在a組實驗中還出現(xiàn)兩個意外現(xiàn)象，下面針對這兩個現(xiàn)象展開討論：（1）在2 ml 2%氫氧化鈉溶液中滴加25滴2%硫酸銅溶液，振蕩靜置后出現(xiàn)少量綠色沉淀。另外，筆者

12、做過4 ml 0.5 mol/l氫氧化鈉分別和3.0、3.5、4.0、4.5 ml 0.5 mol/l硫酸銅溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)：naoh2.0%；cuso47.4%）混合未振蕩靜置的實驗，出現(xiàn)藍(lán)色絮狀、淺藍(lán)色、綠色三種沉淀。在此出現(xiàn)的綠色沉淀是何物質(zhì)，推測有以下兩種情況：氫氧化銅與溶解在溶液中的二氧化碳生成綠色的堿式碳酸銅沉淀；堿式硫酸銅屬于堿式鹽，通式為cux（oh）yso4·nh2o，綠色沉淀可能是堿式硫酸銅的一種。（2）在2 ml 20%氫氧化鈉溶液中滴加2%硫酸銅溶液，未振蕩，上層生成藍(lán)色絮狀沉淀，中層形成亮藍(lán)色環(huán)，下層是未參與反應(yīng)的無色氫氧化鈉的溶液。氫氧化鈉溶液濃度高、黏度大

13、，硫酸銅溶液滴入后與上層氫氧化鈉生成藍(lán)色cu（oh）2絮狀沉淀，沉淀逐步向下擴(kuò)散與中層高濃度的氫氧化鈉生成亮藍(lán)色na2cu（oh）4溶液。理論上推測，再滴加適量的硫酸銅溶液使上層硫酸銅過量，靜置一段時間，上層會出現(xiàn)淺藍(lán)色的cu4（oh）6so4沉淀層，從而在一個試管中依次呈現(xiàn)淺藍(lán)色、藍(lán)色、亮藍(lán)色三個色層，讓學(xué)生形象直觀地看出氫氧化鈉與硫酸銅能發(fā)生三種反應(yīng)，因而此實驗具有進(jìn)一步挖掘的價值。2.2 2%的硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液從表2看出，2%的硫酸銅溶液中滴加110滴20%氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%的硫酸銅溶液中滴加310滴6%20%的氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀。此

14、外，在2 ml的2%的硫酸銅溶液中滴加4%的氫氧化鈉溶液5滴，生成cu（oh）2沉淀和淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀，cu（oh）2沉淀分解生成黑色的cuo，而堿式硫酸銅水浴加熱不分解；滴加6滴，生成較多的cu（oh）2沉淀和較少的淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀，加熱后生成的黑色的cuo較多，不分解的淺藍(lán)色的堿式硫酸銅較少，較多黑色和較少淺藍(lán)色綜合呈灰黑色。在2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加2%的氫氧化鈉溶液10滴，加熱后也呈灰黑色，表明有少量淺藍(lán)色的堿式硫酸銅未分解。3 實驗結(jié)論綜上所述，得出如下結(jié)論：（1）2 ml的氫氧化鈉溶液中滴加110滴2%的硫酸銅溶液，都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉溶液的

15、質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為2%4%；310滴都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為2%8%。（2）2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加110滴氫氧化鈉溶液，都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為20%；310滴都只生成藍(lán)色cu（oh）2沉淀，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為6%20%。（3）對于滴加順序，取決于氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小。當(dāng)氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時，則2 ml氫氧化鈉溶液中滴加2%硫酸銅溶液；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時，則2 ml 2%的硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液。參考文獻(xiàn)：1胡美玲主編.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·化學(xué)（九年級上冊）m.北京：人民教育出版社，2

16、006：282段昌平.幾個被誤讀的實驗現(xiàn)象j.化學(xué)教學(xué)，2012，（1）：7980.3朱鵬飛，馬宏佳，杜靜.利用傳感技術(shù)對硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)的實驗研究j.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2008，（9）：3436.4劉懷樂.對cu（oh）2制備實驗的研究j.化學(xué)教育，2004，（10）：53. 摘要：探究了影響硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的兩個主要因素：氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序，最終總結(jié)出硫酸銅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的適宜實驗條件。同時分析討論了探究過程中出現(xiàn)的意外現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：硫酸銅與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)；實驗條件探究；化學(xué)實驗教學(xué)：10056629（2014）2004902 ：g633.8 ：b人教

17、版九年級化學(xué)教材中有這樣一個實驗1：2 ml氫氧化鈉溶液中滴加硫酸銅溶液，觀察現(xiàn)象；再用酒精燈加熱，觀察現(xiàn)象。這個實驗似乎很簡單，實驗預(yù)期現(xiàn)象為產(chǎn)生藍(lán)色絮狀氫氧化銅沉淀，加熱后氫氧化銅分解生成黑色氧化銅。但從文獻(xiàn)24中發(fā)現(xiàn)，硫酸銅和氫氧化鈉的用量不同，發(fā)生的反應(yīng)不同，通常有三種情況：教材中設(shè)定該實驗的目的是讓學(xué)生掌握基本的實驗操作，學(xué)會觀察、記錄實驗現(xiàn)象，初中階段實驗教學(xué)中應(yīng)避免（1）、（3）兩種復(fù)雜情況的出現(xiàn)。而教材中并無對反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的規(guī)定，導(dǎo)致硫酸銅和氫氧化鈉的用量不確定。中學(xué)實驗中硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為2%，因此固定硫酸銅溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，通過改變影響實驗的兩個主要因素：氫氧

18、化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的滴加順序來探究實驗的適宜條件，以期為教師實驗教學(xué)提供參考。1 實驗內(nèi)容（1）配制2%的硫酸銅溶液，2%、4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液。（2）a組：取10支試管編號，分別裝2 ml 2%的氫氧化鈉溶液，再依次滴入2%的硫酸銅溶液110滴，從滴加瞬間、振蕩、靜置、水浴加熱四個時刻觀察并記錄實驗現(xiàn)象。b組：將a組試劑反滴，即向10支裝有2 ml 2%的硫酸銅溶液試管中依次滴加110滴2%氫氧化鈉溶液。（3）依次用4%、6%、8%、10%、20%的氫氧化鈉溶液，重復(fù)第（2）步操作。2 實驗結(jié)果及討論2.1 氫氧化鈉溶液中滴加2%的硫酸銅溶液從表1看出，2%4%

19、的氫氧化鈉溶液中滴加110滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%8%的氫氧化鈉溶液中滴加310滴2%的硫酸銅溶液都生成cu（oh）2沉淀。實驗時滴加12滴硫酸銅溶液，生成的藍(lán)色cu（oh）2沉淀少，最好滴加3滴以上。此外，在a組實驗中還出現(xiàn)兩個意外現(xiàn)象，下面針對這兩個現(xiàn)象展開討論：（1）在2 ml 2%氫氧化鈉溶液中滴加25滴2%硫酸銅溶液，振蕩靜置后出現(xiàn)少量綠色沉淀。另外，筆者做過4 ml 0.5 mol/l氫氧化鈉分別和3.0、3.5、4.0、4.5 ml 0.5 mol/l硫酸銅溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)：naoh2.0%；cuso47.4%）混合未振蕩靜置的實驗，出現(xiàn)藍(lán)色絮狀、淺藍(lán)色、綠

20、色三種沉淀。在此出現(xiàn)的綠色沉淀是何物質(zhì)，推測有以下兩種情況：氫氧化銅與溶解在溶液中的二氧化碳生成綠色的堿式碳酸銅沉淀；堿式硫酸銅屬于堿式鹽，通式為cux（oh）yso4·nh2o，綠色沉淀可能是堿式硫酸銅的一種。（2）在2 ml 20%氫氧化鈉溶液中滴加2%硫酸銅溶液，未振蕩，上層生成藍(lán)色絮狀沉淀，中層形成亮藍(lán)色環(huán)，下層是未參與反應(yīng)的無色氫氧化鈉的溶液。氫氧化鈉溶液濃度高、黏度大，硫酸銅溶液滴入后與上層氫氧化鈉生成藍(lán)色cu（oh）2絮狀沉淀，沉淀逐步向下擴(kuò)散與中層高濃度的氫氧化鈉生成亮藍(lán)色na2cu（oh）4溶液。理論上推測，再滴加適量的硫酸銅溶液使上層硫酸銅過量，靜置一段時間，上層會出現(xiàn)淺藍(lán)色的cu4（oh）6so4沉淀層，從而在一個試管中依次呈現(xiàn)淺藍(lán)色、藍(lán)色、亮藍(lán)色三個色層，讓學(xué)生形象直觀地看出氫氧化鈉與硫酸銅能發(fā)生三種反應(yīng)，因而此實驗具有進(jìn)一步挖掘的價值。2.2 2%的硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液從表2看出，2%的硫酸銅溶液中滴加110滴20%氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀；2%的硫酸銅溶液中滴加310滴6%20%的氫氧化鈉溶液都生成cu（oh）2沉淀。此外，在2 ml的2%的硫酸銅溶液中滴加4%的氫氧化鈉溶液5滴，生成cu（oh）2沉淀和淺藍(lán)色的堿式硫酸銅沉淀，cu（o