revise实验16：碱式碳酸铜的制备设计实验

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1、碱式碳酸铜的制备—设计实验（2人一组）一、实验目的与要求：1.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合适的温度条件。2.培养独立设计实验的能力。二、教学重点与难点：通过碱式碳酸铜制备条件的探求，培养独立设计实验的能力。三、教学方法与手段：讲授法；演示法四、教学课时:4课时六、教学内容：[碱式碳酸铜的性质]：①、天然孔雀石的主要成分，呈暗绿色或淡蓝色，相对密度4.0，②、加热至200℃即分解③、在水中的溶解度很小，溶于稀酸、氨水或碱金属的氧化物。④、新制备的试样在沸水中易分解：Cu2(OH)2CO3═CuO↓+H2O+CO2↑[实验原理

2、]2CuSO4＋2Na2CO3＋H2O═Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3为暗绿色或淡蓝绿色晶体。将铜盐和碳酸盐混合后，由于Cu(OH)2和CuCO3二者溶解度相近，同时达到析出条件，同时析出。[正交实验]:科研生产中如何使用正交实验确定反应条件的优化？先固定浓度0.5/0.5,然后0°C，20°C，50°C，70°C，100°C，确定最佳温度，然后在最佳温度下，反应物料的配比1：1，1/2，1/3，1/4。反应物是用CuCl2/Cu(NO3)2/CuSO4？【实验步骤】：一、反应物溶液的配制配制0.5mol.L-1的CuSO4溶液和0.

3、5mol.L-1的Na2CO3各100ml.注意观察CuSO4和Na2CO3有无结晶水。可以用烧杯粗略配制，不需用容量瓶！二、反应条件的探求：例如：①、合适配比；②、温度；③、反应物种类；④、反应时间1、CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比在四支试管中分别加入2.0ml，0.5mol.L-1CuSO4溶液，再分别取0.5mol.L-1Na2CO3溶液1.6ml，2.0ml，2.4ml，2.8ml依次加入另四支配号试管。将8支试管放于75°C恒温水浴中。几分钟后，将CuSO4分别倒入Na2CO3溶液中，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，从中得出何种比例为佳。6注意

4、：（1）、试管需要编号；（2）、恒温水浴锅用温度计测量温度，因为仪器本身指示温度不准确。(3)、CuSO4分别倒入Na2CO3溶液中，混合后，振荡试管后，仍需要放置到水浴锅中加热反应一段时间才能观察到有效沉淀（降），否则胶状不容易观察。2、反应温度的探求在三支试管中，各加入2.0ml，0.5mol.L-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0.5mol.L-1Na2CO3溶液。将这两列试管中各取一支，将它们分别置于50°C，100°C的恒温水浴中，数分钟后将CuSO4倒入Na2CO3中振荡并观察现象。（1）、100°C的样品直接由75°C加热而成。节约能源！（

5、2）、75°C的不需要再做了，上面在探讨合适的配比时已经做过了。（3）、严格来讲，还需做其它的温度和其它的配比？本次选择65°C作为最佳温度。（4）、沉淀完全的标志：上面一层达到澄清。温度太低，反应速率很慢；温度很高，不利于结晶和颗粒度的形成，同时有可能会分解产生CuO的黑色沉淀。因此温度T小于100°C。三、碱式碳酸铜的制备取60ml，0.5mol.L-1CuSO4溶液，根据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，100°C烘干。计算产率。在水中分解温度很低，但在干态100°C还不会分解，所以产品可以用烘箱100

6、°C烘干！【产品介绍】：若得到的产品是蓝色是Cu(OH)2,只有绿色/蓝绿色的才是产物。[自己所做的一些探讨]：一、关于反应比例以下实验，均取2.0ml0.5mol/LCuSO4溶液。将CuSO4倒入Na2CO3溶液中。均有大量气泡产生，反应剧烈。（1）、NaCO3取1.0ml。第一次：淡绿色晶体，↓很细小，产量也少。与其余相比较量最少。第二次：不生成凝胶，为淡绿色晶体（略带盛），上层清液为蓝色，量最少，与第一次相比较，↓颜色基本相同，溶液是淡蓝，但↓比第一次多。（2）、Na2CO3取1.6ml。第1次：淡蓝白色↓，产量较大。径放置24h，由原来的淡蓝白色较为蓝绿色细小↓，在（1）到（

7、4）中产量最多。（1）与（2）的清液都显淡蓝色，（1）更蓝一点。第2次：淡蓝白色↓，未振荡时局部有一黑色斑点，振荡后消失，↓产量较大，径放置，↓降到底点为淡蓝色细小↓。放置24h再看，仍为淡蓝色↓，产量很大（最），清液略显蓝色，与第1次比较，此次主显淡蓝色，看不到绿色。但第一次做的主要显绿色，产量也没第二次多。6（3）、Na2CO3取2.0ml。第一次：刚开始时生成↓的颜色与（2）中第一次相近，经放置一会，由蓝色转为绿色细小↓，产量较大。第二次