有关镁与硫酸铜溶液反应的实验探究.doc

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1、有关镁与硫酸铜溶液反应的实验探究冇关镁与硫酸铜溶液反丿应的实验探究广东仲元屮学高一(2)班刘欢欢，高一(15)班陈丹，高一(20)班陈禹亨指导老师：曾国琼、董军问题的提出：某次在老师上课装试剂的篮子里找到了镁条，又看见瓶硫酸铜溶液，就想用镁条把硫酸铜里的铜置换出來吧。于是拧下-小段镁条，打磨后放进试管，加了4滴管的硫酸铜溶液，每条表血失去光泽，同吋有黑色固体在其表血析出，乂有人量气泡在镁条表面冒出，铁条悬浮在溶液屮，周围溶液明显变浑浊，仔细观察使溶液浑浊的物质呈淡淡的蓝绿色，还有混有门色的絮状物质。轻轻扇动试管口上空气，没有闻到气味。触摸试管壁，试管壁发热。镁和硫酸

2、铜溶液反应，生成物佇铜，则固体应显红色。看着试管里的黑色固体，想起用铁丝和硝酸银反应时，看见的固体也是黑色，老师解释：金属磨成很小的颗粒后颜色与块状的不-•样。于是认为那黑色同体是铜。等反应过一段时间后，试管小果真出现红色固体。可反应生成的气体和那颜色奇怪的沉淀究竟是什么呢？沉淀与气体是他然生成的，抑或是任意量镁条和任意浓度硫酸铜溶液的反丿垃都会出现这种现彖？生成的物质又是什么呢？有待研究……..猜想一：生成的气体为氢气生成的气体会是什么呢？硫酸铜溶液中存在着大量的水分子，铜离子，硫酸根例子，那么也就是说冇H,0,Cu,S这4种元索，所以生成的气体可能为H2,02,

3、S02,,但气体无味，可以排除掉S02,反应后Cu是由原来的+2价降到了0价，Mg从原来的0价升到了+2价，假若生成的气体为02,0是由-2价升为0价，则肯定有一种元素降低化合价，没可能是Cu2+,因为与Mg条反应的CuS04溶液屮就有人量的Cu2+存在，而Mg也不可能降价，所以生成的气体中没有02,这样，派出TS02和02,生成气体很可能是H2。实验验证猜想一：实验原理：利用氢气验纯时氢气发出的爆鸣声这一现象，來判断试管里的反应是否有红气生成。实验用品：酒精灯,试管，和“问题中提出的”CUS04溶液,打磨过的镁条(图为我们在打算怎样來收集氢气，想找屮等人小试管來做

4、，可找不到配套的胶塞，用人试管的话，收集氢气乂会不纯且速度慢。)(图为我们想來想去终于决定的氢气验纯方法，看起来挺危险，三个人都不太敢尝试，有点怕死。)猜想二：附在镁条表面的蓝绿色混着少许门色的固体屮含有CU元素。为什么会有这样的猜想呢？固体的颜色呈浅蓝绿色，在开始学习化学至现在，我们三个人都只见过-种固体是浅蓝绿色的，那就是铜锈一碱式硫酸铜，而这反映为Mg和硫酸铜反映，恰有Cu这元素，因而我们放胆认为这种浅蓝色同体屮含育Cu元素，且这种浅蓝绿色周体应该和碱式硫酸铜有相似之处。实验验证猜想2：实验川品：试管，稀盐酸实验原理：因为碱式碳酸铜能够溶解于酸，而我们认为反应

5、生成浅蓝绿色同体应该和碱式硫酸铜有相似之处，所以想往反应后的铁条里加酸，看有无现象提出”屮的反应后的铁条表血并没有太多的铜单质覆盖，而反应后却出现许多红色固体，是说明镁条表血覆盖的蓝绿色固体能溶解于酸形成含有二价铜离子的溶液，后而镁条将溶液屮的铜给置换出來了，生成单质铜。疑问一：我们上述做的实验的结果是否具令普遍性？上述两个实验的硫酸铜溶液的浓度未知，镁条的量也是未知，反应生成的氢气和未知固体很有可能是镁条在上述的硫酸铜溶液（也就是在特定的浓度的硫酸铜溶液）才会牛成的，也有可能是因为硫酸铜溶液少暈镁条过彊才生成（因为上述反应小硫酸铜溶液在反应后溶液由蓝色变成近乎无色

6、，），那么镁条和硫酸铜溶液的量都变不同，反应生成的物质会不会有所不同呢？？实验解决疑问一实验原理：用相同体积不同浓度的硫酸铜溶液分别和相同质量的镁条反丿"，用相同体积相同浓度的硫酸铜溶液和不同质量的镁条反应，然后通过比较，看出生成物是否有不同。（控制变量法）实验用品：烧杯、电子天平、量筒、玻璃棒、滴管、100ml容量瓶、50ml容量瓶、蒸馆水、硫酸铜粉末、药匙、标签笔、标签纸、试剂瓶、O.Olmol/L硫酸铜溶液实验步骤、现象记录：象可看出，-•定质最的镁条与相同体积但不同浓度的硫酸铜溶液反丿勺时。硫酸铜溶液浓度越人，生成蓝绿色固体越多。步骤五屮，在次U13:50分

7、时，5号硫酸铜溶液U由蓝色变为无色，1号烧杯溶液有很明显的变浅，4号烧杯屮溶液变浅不明显，而5号烧杯屮的镁条质量人于1号烧杯中的，1号烧杯中的又人4号烧杯中的，这三个烧杯在反应前装着30ml0.25mol/L硫酸铜溶液，由此可知道不同质量的镁条与一定量的硫酸铜溶液反应时，镁条质量越人，反应速率越人。（图为我们屮的一人在溶解硫酸铜粉末。）（图为我们配制的100ml0.25mol/L硫酸铜溶液）（图为实验前的准备（反丿应刚开始的时候）疑问二：为什么会有氢气和蓝绿色固体生成？解决疑问二：镁条与硫酸铜溶液反应时表面冒出人量气泡，生成物为氢气且反应又放热，就好像镁条在于酸