氢氧化钠和硫酸铜反应的实验探究.docVIP

氢氧化钠和硫酸铜反应的实验探究 一、探究问题的提出 实验出处：人教版九年级化学教材第一单元课题3中的活动探究。 实验描述：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。 问题的产生：实验现象并不如预期的产生蓝色沉淀，加热生成黑色沉淀，而是出现了生成浅蓝绿色沉淀以及加热不变色等实验现象。 问题的提出：实验结果表明，实验产生了不同的物质，那么相同的反应物反应生成不同的反应产物，我们猜想其原因在于反应物的浓度不同，以及滴加顺序不同。 二、相关资料查阅综述 查阅相关文献资料可知，此现象非常的普遍，而许多教师和学生也探究过这个问题产生的原因。根据相关文献可知，氢氧化钠和硫酸铜反应的产物有以下几种物质： 表1 氢氧化钠和硫酸铜反应的产物 产物 产物转化 产物加热后 化学式 性状 化学式 现象 条件 Cu(OH) 2 蓝色或深蓝绿色絮状沉淀 产物会缓慢氧化，经历较长时间（2-5h）会自发几乎全部氧化成氧化铜。 CuO 沉淀变黑色 受热至60-80℃变暗，温度再升高会分解。 Cu2(OH)2SO4 蓝绿色沉淀 产物较稳定，基本不会发生自然转化。 CuO 沉淀变黑色 温度升高到600℃， Na2[Cu(OH)4] 蓝白色糊状沉淀 碱性条件下存在，溶液经稀释即成蓝色溶液 CuO 沉淀变黑色 酒精灯加热可分解。 CuSO4·Cu(OH) 2 浅蓝色絮状沉淀 表2 氢氧化钠和硫酸铜反应中所涉及物质的理化性质 名称 理化性质 Cu(OH) 2 性状：蓝色或深蓝绿色凝胶，常温下不溶于水，高温下微溶于水。 受热至60-80℃变暗，温度再升高会分解为黑色氧化铜和水。 Cu2(OH)2SO4 性状：绿色单斜晶体，在水中溶解度极小，能溶于稀酸和氨水。 制法：由硫酸铜和氢氧化钠反应制得。（需控制浓度） 加热后会产生氧化铜、二氧化硫和水。 Na2[Cu(OH)4] 性状：蓝色溶液。 制法：将氢氧化铜溶于过量的浓氢氧化钠溶液中即得四羟基合铜酸钠溶液 CuO 性状：黑色至棕黑色无定形或结晶性粉末 CuSO4?Cu(OH)2 性状：浅蓝色絮状沉淀 三、问题解决设想 经过查阅资料，我们得到了氢氧化钠和硫酸铜反应确实会产生多种产物的结果。而我们将从反应物的浓度，滴加的顺序以及产物本身的性质来设计实验，从而验证在什么条件下可以得到什么产物。 四、实验设计方案 1.实验原理 硫酸铜与氢氧化钠反应会产生许多种不同的产物，而产物的性状相差较远，便可利用产物性状的差异判断发生了哪种反应。反应所涉及的产物性状均于表1，表2 中列出，于是便有了判断依据。 2.实验仪器药品 仪器： 试管15支 烧杯4个 胶头滴管4支 托盘天平1台 酒精灯1只 试管夹1只 试管架3台 试剂： 氢氧化钠 分析纯 硫酸铜 分析纯 五、实验过程记录 1、实验步骤 1、分别配制0.5mol/L的氢氧化钠溶液，4mol/L的氢氧化钠溶液，0.5mol/L的硫酸铜溶液，1mol/L的硫酸铜溶液。 按下表称取药品，并搅拌至溶解。 表3 配制溶液成分表 所配溶液 所需药品 品名 用量（g） 品名 用量 0.5mol/L的氢氧化钠 NaOH 2 去离子水 加至100ml 4mol/L的氢氧化钠溶液 NaOH 16 去离子水 加至100ml 0.5mol/L的硫酸铜溶液 CuSO4 4 去离子水 加至50ml 1mol/L的硫酸铜溶液 CuSO4 8 去离子水 加至50ml 图1—配置的硫酸铜溶液 2、分别向试管1-5中各加入10滴CuSO4。 3、按照表4分别滴加相应体积的NaOH于试管中。 表4 1-5号试管中滴加的药品量 试管编号 1 2 3 4 5 加入CuSO4的体积(滴) 10 10 10 10 10 加入NaOH的体积(滴) 10 15 20 40 50 CuSO4:NaOH（物质的量） 1:1 2:3 1:2 1:4 1:5 所用药品：0.5mol/L的氢氧化钠，0.5mol/L的硫酸铜溶液 4、观察各试管现象，静置一段时间，再观察其现象。 5、分别加热1-5号试管，观察现象。 6、按照表5的用量，分别向标号为6-10的试管中滴加CuSO4。 7、按照表5分别滴加相应体积的NaOH于试管中。 表5 6-10号试管中滴加的药品量 试管编号 6 7 8 9 10 加入CuSO4的体积(滴) 20 14 10 10 10 加入NaOH的体积(滴) 5 5 5 10 12.5 CuSO4:NaOH（物质的量） 1:1 2:3 1:2 1:4 1:5 所用药品：4mol/L的氢氧化钠溶液，1mol/L的硫酸铜溶液 8、观察各试管现象，静置一段时间，再