氢氧化钠与硫酸铜溶液加热的探究

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【摘 要】 探讨实验出现异常现象的原因：通过对比实验手段，对CuSO4和NaOH混合液加热没有变黑而是变蓝白色进行了探究，从浓度和酸碱度方面对反应原理进行分析。

【关键词】 CuSO4；NaOH；变黑；蓝色；蓝白色

【中图分类号】G63.20 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）20-0-01

初中化学课本有一个演示实验，用10ml量筒量取2ml氢氧化钠溶液，倒入试管中，然后用滴管在该试管中滴加硫酸铜溶液，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。我还添加了一步，加热后再滴加盐酸，观察有什么现象？考虑到这个实验现象多，为了印象深刻，也考虑到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。俗话说：“百闻不如一见，百见不如一干。”我们就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，更让我始料不及，有部分同学问道：“氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的现象不是老师做的蓝色絮状沉淀，而是蓝白色沉淀，加热后的现象不是老师做的产生黑色沉淀，而是怎么加热都是蓝白色沉淀呢？为什么呢？”当时，我也是头一蒙，怎么会这样呢？我当时就给他们做，同样的药品，我就做出来了。学生做出来的蓝白色沉淀，我往里加盐酸，又变成澄清的蓝色溶液。就出现混合液加热后蓝色沉淀没有变黑而是生成绿色沉淀的这个意外现象，为了弄清反应原理和提高实验成功率，我查资料，研究过程如下：

【实验探究】

为了使实验具有可操作性，配制了饱和的溶液硫酸铜和氢氧化钠各一份。实验数据如下：

第一组，现加饱和NaOH溶液2ml，再滴加饱和CuSO 4

溶液2滴，混合后现象是蓝色沉淀，加热蓝色沉淀后变黑。

第二组，现加饱和NaOH溶液2ml，再滴加饱和CuSO 4

溶液2ml，混合后现象是大量蓝色沉淀，加热蓝色沉淀后变黑。

第三组，现加饱和CuSO 4溶液2ml，再滴加饱和NaOH溶液2滴，混合后现象是蓝色沉淀，加热蓝色沉淀后变成蓝白色。

经多次反复试验，实验现象稳定。

【反应原理】

第一组和第二组的反应原理：

向NaOH的2ml溶液中滴加饱和的CuSO 4溶液，如果两者正好完全反应，那么反应产物就是蓝色絮状沉淀，长期放置后上层溶液是无色的，也就是下层是氢氧化铜沉淀，上层是硫酸钠溶液。加热蓝色絮状沉淀后生成黑色氧化铜沉淀。反应方程式是：

总结规律：做实验时，若是饱和CuSO 4溶液向2mlNaOH溶液中滴加，就会出现蓝色絮状沉淀，加热后变黑，滴加盐酸后又变蓝色溶液。

第三组的反应原理

向饱和的CuSO 42ml溶液中滴加NaOH溶液，沉淀是一种蓝白色的沉淀，这是铜酸钠。这个形成的过程是非常的复杂，就是铜离子与氢氧根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H 2CuO 2）故又结合两个氢氧根离子，再与钠离子结合生成铜酸钠。铜酸钠是相当不稳定的蓝白色物质，难溶于水，它只能在碱性条件下才能存在，溶液稀释后，它就分解成氢氧化铜和氢氧化钠，放置一段时间后，它就会风化分解。

反应方程式：

加热之后，若CuSO 4溶液过量，溶液显酸性，无论加热多久都不会有黑色氧化铜沉淀生成。既使偶尔有少量黑色的氧化铜沉淀生成，但最后还是会被硫酸铜溶液溶解。如果CuSO 4适量或不足，溶液就呈中性或碱性，加热之后，就有黑色氧化铜沉淀形成。

学生做的时候，由于没有严格按步骤实验，先倒CuSO 4，然后滴加NaOH，造成溶液呈酸性，才会出现异常现象。而有的学生把NaOH溶液和CuSO 4溶液浓度都配制太浓，不容易产生蓝色絮状沉淀，加热后就难生成黑色氧化铜沉淀。在这个实验中NaOH溶液浓度偏大为好但不宜过浓，CuSO 4溶液浓度小点、滴加的量少点，做出来的现象明显。

初中化学实验大多数是定性试验，但是往往由于对反应条件和反应浓度、酸碱度的重视不够，才会出现这样那样的实验意外。通过这次的实验探究，我和学生们都增强了实践的意识，这将在我们以后的学习中为我们提供宝贵的经验。