一、实验目的 1.通过查阅资料了解碱式碳酸铜的制备原理和方法。 2.通过实验探求出制备碱式碳酸铜的反应物配比和合适温度。 3.初步学会设计实验方案,以培养独立分析、解决问题以及设计实验的能力。
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碱式碳酸铜的制备思维导图模板大纲
1.通过查阅资料了解碱式碳酸铜的制备原理和方法。
2.通过实验探求出制备碱式碳酸铜的反应物配比和合适温度。
3.初步学会设计实验方案,以培养独立分析、解决问题以及设计实验的能力。
二、实验原理
碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]为天然孔雀石的主要成分,呈暗绿色或淡蓝绿色,加热至200℃即分解,在水中的溶解度很小,新制备的试样在水中很易分解。
通过查阅资料弄懂以下思试题,并给出碱式碳酸铜的制备原理和方法。
⑴哪些铜盐适合于制取碱式碳酸铜?写出硫酸铜溶液和碳酸钠溶液反应的化学方程式。
⑵估计反应条件,如反应温度、反应物浓度及反应物配料比对反应产物是否有影响。
由学生自行列出所需仪器、药品、材料之清单,经指导老师检查认可,方可进行实验。
四、实验内容
1.反应物溶液的配制
配制0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5mol·L-1的Na2CO3溶液各100mL.
2.制备反应条件的探究
①CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比
于四支试管内均加入2.0mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,再分别取0.5mol·L-1Na2CO3溶液1.6mL、2.0mL、2.4mL及2.8mL依次加入另外四支编号的试管中。将八支试管放在75℃的恒温水浴中。几分钟后,依次将CuSO4溶液分别倒入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,从中得出两种反应物溶液以何种比例相混合为最佳。
⑴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铜含量最高?
⑵若将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液,其结果是否会不同?
②反应温度的确定
在三支试管中,各加入2.0mL0.5mol·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。从这两列试管中各取一支,将它们分别置于室温、50℃、100℃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。
⑴反应温度对本实验有何影响?
⑵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?
3.碱式碳酸铜制备
取60mL0.5mol·L-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100℃烘干,待冷至室温后,称重并计算产率。
⑴除反应物的配比和反应温度对本实验的结果有影响外,反应物的种类、反应进行的时间等是否对产物的质量也会有影响?
⑵自行设计一个实验,来测定产物中铜及碳酸根离子的含量,从而分析所制得碱式碳酸铜质量。