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碱式碳酸铜的制备 摘要 本文对碱式碳酸铜的制备进行了研究，探讨了原料种类及配比，加料方式等对反应的影响，并对其中一种实验方案即由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备进行了优化实验，发现当选用Cu(NO3)2和Na2CO3的物质的量之比为1.0:1.2时，所制备的碱式碳酸铜成色最接近翠绿色。 ? 关键词 碱式碳酸铜, 制备方法 ? 实验基本原理 目前，碱式碳酸铜主要是通过CuSO4和Na2CO3制得， 2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+ 2Na2SO4+CO2↑ 反应过程中，反应温度，反应物配比，溶液PH值均对反应产物有影响。故在优化试验中，我们选取实验方案一，在最佳反应温度，溶液PH值下探求最佳反应物配比。 ? 实验基本方案 方案一：由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备 根据CuSO4跟Na2CO3反应的化学方程式 2CuSO4+2Na2CO3+H2O==Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑进行计算，称取14g CuSO4·5H2O，16g Na2CO3·10H2O，用研钵分别研细后再混合研磨，此时即发生反应，有“磁磁”产生气泡的声音，而且混合物吸湿很厉害，很快成为“粘胶状”。将混合物迅速投入200mL沸水中，快速搅拌并撤离热源，有蓝绿色沉淀产生。抽滤，用水洗涤沉淀，至滤液中不含硫酸根为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体。该方法制得的晶体，它的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，因反应产物与温度、溶液的酸碱性等有关，因而同时可能有蓝色的2CuCO3·Cu(OH)2、2CuCO3·3Cu(OH)2和2CuCO3·5Cu(OH)2等生成，使晶体带有蓝色。 如果把两种反应物分别研细后再混合（不研磨），采用同样的操作方法，也可得到蓝绿色晶体。 所需仪器： 台秤、研钵、250ml烧杯、玻璃棒、电炉、抽滤仪器等 所需试剂： 固体CuSO4、固体Na2CO3 ? 产物： ? ? ? 优化条件探索 对上述实验方案一进行优化。控制CuSO4和Na2CO3物质的量之比分别为1.0:0.8,1.0：1.0,1.0:1.2,1.0:1.4,溶解混合置于70摄氏度左右的水浴中加热，再抽滤，洗涤沉淀，风干，观察产品成色。 实验结果的预期 由于产物的组成与反应物组成、溶液酸碱度、温度等有关，从而使晶体颜色发生变化，故由上述几种方法制得的晶体颜色各不相同，可能有2CuCO3·Cu(OH)2、2CuCO3·3Cu(OH)2和2CuCO3·5Cu(OH)2等生成。 ? 实验数据及数据处理过程 ? 压强为101.53Pa，温度约25℃ ? ? 实验组 称取风干后样品质量（g） 产生CO2体积(mL) 碳酸根:铜离子 产品成色 方案一 0.42 33.60 0.79:1 ? ? 方案一的优化 ? CuSO4和Na2CO3物质的量之比 取样质量（g） 测得气体体积（mL） 碳酸根:铜离子 产品成色 1.0:0.8 0.48 31.05 0.64:1 ? 1.0:1.0 0.52 32.98 0.63:1 ? 1.0:1.2 0.44 32.60 0.73:1 ? 1.0:1.4 0.45 35.19 0.78:1 ? ? 结论 由上述几种方法制得的晶体颜色各不相同。这是因为产物的组成与反应物组成、溶液酸碱度等有关，从而使晶体颜色发生变化。 进过优化对比可知，在CuSO4和Na2CO3物质的量比约为1：1.2时，产物最优。 ? 参考文献 《化工环保》2008 年8 月28 卷4 期 中文版 中图分类号：X781.1（2）由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备 　　分别称取12.5gCuSO4·5H2O，14.3gNa2CO3·10H2O，各配成200mL溶液（溶液浓度为0.25mol·L-1）．在室温下，把Na2CO3溶液滴加到CuSO4溶液中，并搅拌，用红色石蕊试纸检验溶液至变蓝为止，得到蓝色沉淀．抽滤，用水洗沉淀，至滤液中不含SO42-为止，取出沉淀，风干，得到蓝色晶体．该晶体的主要成分为5CuO·2CO2．如果使沉淀与Na2CO3的饱和溶液接触数日，沉淀将转变为Cu(OH)2．如果先加热Na2CO3溶液至沸腾，滴加CuSO4溶液时会立即产生黑色沉淀．如果加热CuSO4溶液至沸腾时滴加Na2CO3溶液，产生蓝绿色沉淀，并一直滴加Na2CO3溶液直至用红色石蕊试纸检验变蓝为止，但条件若控制不好的话，沉淀颜色会逐渐加深，最后变成黑色．如果先不加热溶液，向CuSO4溶液中滴加Na2CO3溶液，并用红色石蕊试纸检验至变蓝为止，然后加热，沉淀颜色也易逐渐加深，最后变成黑色．出现黑色沉淀的原因可能是由于产物分解成CuO的缘故．因此，当加热含有沉淀的溶液时，一定要控制好加热时间