一、 实验目的1、 根据生成物的颜色、状态确定反应物的合理配料比、反应时间及适合温度2、 在最佳条件下制备碱式碳酸铜3、 初步培养学生独立设计实验的能力二、 仪器、试剂仪器:烘箱、烧杯、试管、温度计、布氏漏斗、抽滤瓶试剂:CuSO4・5H2O (s)、Na2CO3 (s)三、 基本原理硫酸铜和碳酸钠反应,能获得碱式碳酸铜,但也会有氢氧化铜产生目标产物的纯度、外观和产率与反应物的配比、温度等都有关系四、 实验流程、步骤简介及实验现象记录1、 反应物溶液配制配制 0.5mol/L CuSO4 溶液和 0.5mol/L Na2CO3 溶液各 250mL分别称取硫酸铜20g和碳酸钠13.25g,加入250mL水,搅拌均匀2、 最佳实验条件探究(1)反应温度在4支试管中,各加入2mL 0.5mol/L CuSO4溶液,另取4支试管,加入2mL Na2CO3并观察现象,确定反应的合适温度各取一支试管,分别置于室温、50°C、75°C、100°C的恒温水浴中,数分钟后混合、振荡结论:75°C下,生成的碱式碳酸铜最多,而分解较少(2)反应物配比(CuSO4 : Na2CO3)在4支试管中加入2mL硫酸铜溶液,领取4支试管,取1.6mL、1.8mL、2.0mL、2.2mL碳酸钠。
将所有试管置于75°C的水浴中数分钟后,将两者混合、振荡,比较沉淀生成的速度、沉淀 量及颜色,以确定最佳配比结论:配比为1: 1.2时,生成的碱式碳酸铜最多(3)反应时间在一支试管中,加入2.0mL 0.5mol/L CuSO4溶液,另取一支试管,加入2.2mL 0.5mol/LNa2CO3溶液,置于75C水中恒温数分钟后混合、振荡,观察不同时间的沉淀生成量、生 成速度及颜色,确定反应最佳时间3、制备碱式碳酸铜取 0.5mol/L CuSO4 溶液和 0.5mol/L Na2CO3 溶液各 50mL,按最佳配比(CuSO4:Na2CO3=1:1.2)在适宜温度(75C)下加热后混合,制取碱式碳酸铜现象:得到淡蓝绿色溶液)待沉淀完全后,减压过滤,并用蒸馏水洗涤数次,直至不含SO42-现象:得到蓝绿色固体)将所得产品在100C烘干,冷却至室温后称量,计算产率五、 实验注意事项1、 不能将碳酸钠溶液倒入硫酸铜溶液中2、 要将沉淀洗涤干净3、 烘干时温度不能超过100°C六、 课后思考、扩展1、为什么不能将碳酸钠溶液倒入硫酸铜溶液中?答:硫酸铜呈酸性,碳酸钠呈碱性,而碱式碳酸铜要在碱性条件下形成,因此要将硫酸 铜倒入碳酸钠中,保证在碱性环境下反应。
2、 为什么不能用氯化铜代替硫酸铜?答:氯化铜在碱性条件下会生成碱式氯化铜,Cl-也有可能与Cu2+离子形成配合物,影响产 品纯度3、 试管底部有红褐色沉淀产生的原因?答:当温度较高时,碱式碳酸铜会分解,在试管底部生成氧化铜,因此呈现红褐色4、 为什么烘干时不能超过100C?答:碱式碳酸铜在水中的分解温度为100C,若烘干时温度过高,容易导致碱式碳酸铜分 解。