碱式碳酸铜制备.doc

查看文章实验二十一 碱式碳酸铜的制备2009-04-10 20:49实验二十一 碱式碳酸铜的制备实验目的通过碱式碳酸铜制备条件的探求和生成物颜色、状态的分析，研究反应物的合理配料比并确定制备反应适合的温度条件，以培养独立设计实验的能力。碱式碳酸铜为天然孔雀石的主要成分，呈暗绿色或淡蓝绿色，加热至200oC即分解，在水中的溶解度度很小，新制备的试样在沸水中很易分解。思考题：1. 哪些铜盐适合制取碱式碳酸铜？写出硫酸铜溶液和碳酸钠溶液反应的化学方程式。2. 估计反应的条件，如反应的温度、反应物浓度及反应物配料比对反应产物是否有影响。实验药品由学生自行列出所需仪器、药品、材料之清单，经指导老师的同意，即可进行实验。实验内容一、反应物溶液配制配制0.5molL-1的CuSO4溶液和0.5molL-1的Na2CO3溶液各100mL。二、制备反应条件的探求1CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比置于四支试管内均加入2.0 mL 05 mol.L-1 CuSO4溶液，再分别取0.5 molL-1 Na2CO3溶液1.6 mL、2.0 mL、2.4 mL及2.8 mL依次加入另外四支编号的试管中。将八支试管放在75oC水浴中。几分钟后，依次将CuSO4溶液分别倒入中，振荡试管，比较各试管中沉淀生成的速度、沉淀的数量及颜色，从中得出两种反应物溶液以何种比例混合为最佳。思考题1）各试管中沉淀的颜色为何会有差别？估计何种颜色产物的碱式碳酸含量最高？2）若将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液，其结果是否会有所影响？2反应温度的探求在三支试管中，各加入2.0mL0.5molml-1CuSO4溶液，另取三支试管，各加入由上述实验得到的合适用量的0.5molL-1Na2CO3溶液。从这两列试管中各取一支，将它们分别置于室温，50oC，100oC的恒温水浴中，数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中，振荡并观察现象，由实验结果确定制备反应的合适温度。思考题：1）反应温度对本实验有何影响？2）反应在何种温度下进行会出现褐色产物？这种褐色物质是什么？三、碱式碳酸铜的准备取60mL0.5moLL-1CuSO4溶液，根据上面实验确定的反应物合适比例及适宜温度制取碱式碳酸铜。待沉淀完全后，用蒸馏水洗涤沉淀数次，直到沉淀中不含SO42-为止，吸干。将所得产品在烘箱中于100oC烘干，待冷至室温后称量，并计算产物。实验习题制备碱式碳酸铜的几种方法（1）由Na2CO310H2O跟CuSO45H2O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14gCuSO45H2O，16gNa2CO310H2O，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SO42-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2CuCO3Cu(OH)2、2CuCO33Cu(OH)2和2CuCO35Cu(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。（2）由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备分别称取12.5gCuSO45H2O，14.3gNa2CO310H2O，各配成200mL溶液（溶液浓度为0.25molL-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5CuO2CO2。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。（3）由NaHCO3跟CuSO45H2O反应制备称取4.2gNaHCO3，6.2gCuSO45H2O，将固体混合（不研磨）后，投入100mL沸水中，搅拌，并撤离热源，有草绿色沉淀生成。抽滤、洗涤、风干，得到草绿色晶体。该晶体的主要成分为CuCO3Cu(OH)2H2O。（4）由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备将冷的Cu(NO3)2饱和溶液倒入Na2CO3的冰冷溶液（等体积等物质的量浓度）中，即有碱式碳酸铜生成，经抽滤、洗涤、风干后，得到蓝色晶体，其成分为2Cu