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1、1钠与硫酸铜溶液反应的思考摘要：一定量的钠和硫酸铜溶液反应，开始得到蓝色沉淀，放置一定时间后，蓝色沉淀逐渐转变为黑色沉淀。对此黑色沉淀产生原因的分析，有效的解决了氢氧化铜悬浊液配制的问题。关键词：钠与硫酸铜溶液反应；新制氢氧化铜悬浊液配制1. 问题的提出在中学化学教学中，为了分析金属钠能否从溶液中置换出其它金属，一般的方法是做钠与硫酸铜溶液反应：取绿豆大小的钠，用滤纸吸干表面的煤油，投入稀硫酸铜溶液中。钠在溶液表面不停的游动，发出嘶嘶的响声，所过之处溶液下产生蓝色沉淀。笔者上两个班级，在第二个班级中应学生的要求，又放了一粒绿豆大小的钠。下课后忽然发现，第一个班级的蓝色沉淀没有发生明显的变化，而
2、放了两粒绿豆大小的钠的蓝色沉淀却几乎全转变为黑色沉淀了。为了证明不是试剂的问题，重新配了试剂，做了对比实验，实验记录如下表所示。试剂 现象 30 分钟后现象实验 11ml0.1molL-1CuSO4 溶液中加入50ml 蒸馏水，再加入一粒绿豆大小的钠钠在溶液表面不停的游动，发出嘶嘶的响声，所过之处溶液下产生蓝色沉淀没有明显现象实验 21ml0.1molL-1CuSO4 溶液中加入50ml 蒸馏水，再加入二粒绿豆大小的钠钠在溶液表面不停的游动，发出嘶嘶的响声，所过之处溶液下产生蓝色沉淀蓝色沉淀转化为黑色沉淀2. 沉淀颜色转变的探究2.1 黑色沉淀成分的探究首先对所生成的黑色沉淀用离心机分离，洗涤
3、，干燥，加入 1.0molL-1HCl，得到了蓝色溶液。然后利用此溶液做焰色试验，得到了绿色火焰。上述实验现象说明黑色沉淀为氧化铜。2.2 反应生成氧化铜沉淀的原因的探究2.2.1 黑色沉淀是氢氧化铜分解生成的吗查阅相关资料后得知：氢氧化铜在溶液中能自我分解。但在相同时间内，实验 1 得到的蓝色沉淀并没有转变为黑色沉淀，所以这个黑色沉淀肯定不是氢氧化铜自我分解后的产物。2.2.2 黑色沉淀是在一定温度下氢氧化铜分解生成的吗在以往的教学中，在做钠和硫酸铜溶液反应这个实验，溶液靠近液面的地方有时候也会出现黑色沉淀，我们的认识都是钠和硫酸铜溶液反应时产生的高温使得氢氧化铜沉淀分解生成的。在实验 2
4、中，黑色沉淀的产生是在实验结束后一定时间内形成的，显然生成的黑色沉淀并不是因为钠和硫酸铜溶液反应时产生的高温使得氢氧化铜沉淀分解生成的。22.2.3 黑色沉淀是氢氧化钠和氢氧化铜反应的产物吗实验 1 与实验 2 的区别：实验 2 中加入了比实验 1 多一倍的金属钠，自然产生的氢氧化钠也比实验 1 要多。会不会是过量的氢氧化钠和氢氧化铜发生的反应？在吉林大学宋天佑主编的无机化学中我们找到，氢氧化铜略显两性，也可以溶解在过量碱中：Cu(OH)2+2NaOH=Na2Cu(OH)4而从配位理论解释，Cu 2+的电子排布 ：1S 2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d9，能形成 6 配位的八面体构型。
5、由于 dz2 轨道中有一对电子 ，而 dx2-y2 仅被一个单电子占有，所以妨碍了配体沿着-z 和+z方向靠近铜，并且不能像其他配体沿着-x 和+x ，-y 和+y 方向与铜离子靠的那么近。因此其中的两根长键容易断裂，形成 4 配位的正方形构型(John-Teller 效应)：Cu(OH) 42-。生成的 Na2Cu(OH)4见光分解得到氧化铜：Na2Cu(OH)4=2NaOH+CuO+H2O3 氢氧化铜与醛基反应的探究氢氧化铜悬浊液是重要的试剂：苏教版化学二中葡萄糖的检验、淀粉水解产物的检验，苏教版有机化学基础中乙醛的检验，苏教版有机化学基础淀粉水解产物的检验这些实验中都用到了。而教材中提到
6、的制备方法：在一试管中加入 10%的 NaOH 溶液2ml，滴入 2%CuSO4 溶液 4-8 滴，振荡。这样的制备方法 NaOH 是过量的，溶液中会形成大量的 Cu(OH)42-离子。按照课本的制备方法，用离心机将固液分开，取上层清夜，加入 5滴葡萄糖溶液，加热，得到红色沉淀；取沉淀，用蒸馏水洗涤至洗涤液为中性，加入 2ml蒸馏水，加入 5 滴葡萄糖溶液，加热，无明显现象。说明与醛基反应的是 Cu(OH)42-。4 结论在配制氢氧化铜悬浊液的时候，必须使 NaOH 过量，而由于 Na2Cu(OH)4会见光分解，氢氧化铜悬浊液须现用现配。如果 NaOH 量太少，往往又形成了碱式硫酸铜，实验都会失败。参考文献：1宋天佑 无机化学 高等教育出版社，2006 年
