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关于氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的探究
文章来源:新洲初中许先锁 发布时间: 2012-03-01 浏览:6514 编辑:新洲初级中学

关于氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的探究

新洲中学   许先锁

      一、问题提出

      人教版初中化学教材第22页有一个演示实验,用10mL量筒量取2mLNaOH溶液,倒入试管中,用滴管向试管中滴加CuSO4溶液,观察有什么现象发生。用试管夹夹住试管,放在酒精灯火焰上加热,观察有什么现象发生。考虑到实验有利于培养学生的多种实验操作技能,提高学生学习化学的兴趣,我们把演示实验改成学生实验并要求学生如实记录观察到的实验现象。实验结果不仅出乎学生意外,更让我们始料不及。氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的现象,有的学生记录的是蓝色沉淀,有的学生记录的却是蓝白色沉淀,加热后的现象,大部分学生是产生黑色沉淀,有少数学生却不能产生黑色沉淀。为什么反应的现象差异如此之大呢?

      二、实验探究

      以下平行实验见表1和表2。

      表1:向2mL NaOH溶液中滴5滴CuSO4溶液

现象

20%的NaOH溶液

10%的NaOH溶液

5%的NaOH溶液

20%的CuSO4溶液

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

10%的CuSO4溶液

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

5%的CuSO4溶液

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热前

蓝色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

      表2:向2mL CuSO4溶液中滴5滴NaOH溶液

现象

20%的NaOH溶液

10%的NaOH溶液

5%的NaOH溶液

20%的CuSO4溶液

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热后

蓝白色↓

加热后

蓝白色↓

加热后

蓝白色↓

10%的CuSO4溶液

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热后

黑色↓

加热后

蓝白色↓

加热后

蓝白色↓

5%的CuSO4溶液

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热前

蓝白色糊状↓

加热后

黑色↓

加热后

黑色↓

加热后

蓝白色↓

      三、理论分析

      1、向2mL NaOH溶液中滴5滴CuSO4溶液,若两者恰好完全反应,所得反应产物为蓝色絮状沉淀,久置后上层溶液无色,即生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠。加热后生成黑色氧化铜沉淀。

      反应式:2NaOH+ CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

        Cu(OH)2==CuO+H2O

      若NaOH过量,但局部环境可认为NaOH和CuSO4恰好完全反应,所得反应产物仍为蓝色絮状的氢氧化铜沉淀。加热后生成黑色氧化铜沉淀。一般不会出现CuSO4过量的情况。

      2、向CuSO4溶液中滴NaOH溶液,,局部环境可认为NaOH过量,沉淀为一种蓝白色的糊状沉淀,此为铜酸钠。它的形成原因相当复杂,删繁就简地就是氢氧根离子与铜离子结合成氢氧化铜后,由于溶液中氢氧根偏多,而氢氧化铜又微显两性(氢氧化铜可写为Cu(OH)2及H2CuO2)故又结合两个氢氧根离子,再与钠离子结合生成铜酸钠。

      这是一种相当不稳定的蓝白色物质,难溶于水,它只有在碱性条件下才能存在,溶液稀释后,它即分解成氢氧化铜和氢氧化钠,在久置之后,它会风化分解。

      反应式:Na2Cu(OH)4=2NaOH+Cu(OH)2

              Na2Cu(OH)4=2NaOH+Cu(OH)2

              4NaOH+CuSO4=Na2[Cu(OH)4]↓+Na2SO4

       加热后,若CuSO4过量,溶液呈酸性,不管加热多长时间都不会有黑色氧化铜沉淀形成。既使某个时刻有少量黑色氧化铜沉淀形成,但最终又会被硫酸溶液溶解。如果CuSO4适量或不足,溶液呈中性或碱性,加热后,则有黑色氧化铜沉淀形成。

      四、反思与评价

      1.要严格按照实验步骤进行实验,个别学生实验现象的异常就是没有严格按照实验步骤进行实验。

      2.NaOH溶液和CuSO4溶液浓度不宜过大,特别是CuSO4溶液要用稀溶液。否则不容易产生蓝色絮状沉淀,加热后难生成黑色氧化铜沉淀。

      3、通过这次实验探究,开阔了视野,渊博了知识,增强了实践能力,培养了化学兴趣心,这些都将在我以后的人生道路上为我指航,为我扬帆。

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