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0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5mol·L-1的Na2CO3溶液各100mL。

二、制备反应条件的探求

1．CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比

置于四支试管内均加入2.0 mL 0·5 mol.L-1 CuSO4溶液，再分别取0.5 mol·L-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2.0mL0.5mol·ml-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，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。

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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0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5mol·L-1的Na2CO3溶液各100mL。

二、制备反应条件的探求

1．CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比

置于四支试管内均加入2.0 mL 0·5 mol.L-1 CuSO4溶液，再分别取0.5 mol·L-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2.0mL0.5mol·ml-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，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。

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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 CuSO4＋2 Na2CO3＋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0.5 mol.L-1的CuSO4溶液和0.5 mol.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，0.5 mol.L-1CuSO4溶液，再分别取0.5 mol.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。

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综合设计实验——由废铜屑制备甲酸铜及其组成测定

实验目的：

综合设计实验是锻炼学生综合运用所学基础知识和基本技能进行科学研究工作的重要途径，通过查阅文献、总结并设计实验方案，对于提高学生分析问题和解决问题能力、全面培养学生创新精神和综合素质有着不可替代的作用。

本实验主要用于训练学生对甲酸铜的制备和组成测定的基本原理及方法的掌握。

摘要(Abstract)

根据氧化还原的方法由铜制的甲酸铜，并通过常规的吸光光度法测的铜的含量，同时用滴定的方法测的甲酸根离子的含量。通过上述手段从而能计算出甲酸铜的组成成分。铜离子可以以用吸光光度法测定出,甲酸可以用高锰酸钾氧化滴定,结晶水可以差减法算出。

关键词(Key word)

    硫酸铜、甲酸铜、吸光光度法、滴定、差减法测结晶水

前言(Introduction)

    本次实验目的为加强学生对实验更加合理和系统的认识，调动学生学习化学实验的主动性和积极性，激发学生在化学实验中独立思考的激情和兴趣。通过本次试验，学生可以全面系统的学习化学实验的全过程，综合培养学生动手，观测，查阅，记忆，思维，想象和表达等智力因素，从而使学生具备分析问题，解决问题的独立工作能力。本次实验尽量做到实验步骤简单严谨，实验原理科学合理，而且注重环保，充分体现“绿色化学”的理念 。 本次实验大概需要经过制备硫酸铜碱式碳酸铜和甲酸铜，以及甲酸根和Cu²⁺的测定等步骤，在制备硫酸铜的步骤中，为体现“绿色化学”的理念，并没有使用硝酸来氧化铜，在制备甲酸铜的过程中也注意了甲酸的加入量，既注意了药品的节约，更加注重了最后产品的生成 。尽量做到使用较少的药品的较少的步骤来制得所需要的产品。

实验部分(Experiment)

(1)    实验原理：

制备：

某些金属的有机酸盐，例如甲酸镁，甲酸铜，醋酸钴等，可用相应的碳酸盐，碱式碳酸盐或氧化物与甲酸或醋酸作用来制备。这些低碳的金属有机酸盐分解温度低，而且容易得到很纯的金属氧化物。

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实验项目：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合适的温度条件，以培养独立设计实验的能力。

实验药品及仪器：

仪器：台秤、烧杯，玻璃棒、吸滤瓶、布氏漏斗，试管，滴管、吸量管

药品：CuSO4·5H2O、Na2CO3

实验原理：

根据CuSO4与Na2CO3反应的化学方程式：

2 CuSO4+ 2Na2CO3 +H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2 Na2SO4+ CO2↑

可制得Cu2(OH)2CO3

实验内容：

1、反应物溶液配制

分别称取12.5g CuSO4·5H2O, 5.3 g Na2CO3,各配成100ml0.5mol/L的溶液。

2、制备反应条件的探求

（1）CuSO4和Na2CO3溶液的合适配比

置于四支试管内均加入2.0ml 0.5mol/L CuSO4溶液,再分别取0.5mol/L Na2CO3溶液1.6ml，2.0ml，2.4ml，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溶液倒入Na2CO3溶液中，振荡，水浴加热。通过比较反应的速度、沉淀的多少、沉淀的颜色得出最佳物料比。

（2）反应温度的探求

分别在三支试管中加入2.0ml CuSO4溶液，另取三支试管，各加入由上述实验得到的合适用量的Na2CO3溶液，从两列试管中各取一支，分别置于室温，50℃、100℃的恒温水浴中，数分钟后将CuSO4倒入Na2CO3溶液中，振荡，由实验结果确定制备反应的合适温度。

3、碱式碳酸铜制备

取60ml 0.5mol/L CuSO4溶液根据上面实验确定的反应物的合适比例及适宜温度制取Cu2(OH)2CO3。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。 将所得产品用水浴烘干，待冷至室温后称量，计算产率。

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碱式碳酸铜的制备

[摘要]

     探究大学无机化学实验中有关碱式碳酸铜制备的实验方法，碱式碳酸铜制备实验的最佳反应条件，讨论反应的最佳配比，以及生成物颜色、状态、温度等因素对碱式碳酸铜的影响。   

本实验目的在于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,确定制备反应的合适温度条件,以培养独立设计实验的能力.                                                                       [关键词]碱式碳酸铜；制备；反应条件；温度；配料比；产率；                                                【前言】

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碱式碳酸铜的制备及含量测定

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合适的温度条件，以培养独立设计实验的能力。

实验药品及仪器：

仪器：台秤、烧杯，玻璃棒、吸滤瓶、布氏漏斗，试管，滴管、吸量管

药品：CuSO₄·5H₂O、Na₂CO₃

实验原理：

根据CuSO₄与Na₂CO₃反应的化学方程式：

2 CuSO₄+ 2Na₂CO₃ +H₂O=Cu₂(OH)₂CO₃↓+2 Na₂SO₄+ CO₂↑

可制得Cu₂(OH)₂CO₃

实验内容：

1、反应物溶液配制

分别称取12.5g CuSO₄·5H₂O, 5.3 g Na₂CO₃,各配成100ml0.5mol/L的溶液。

2、制备反应条件的探求

（1）CuSO₄和Na₂CO₃溶液的合适配比

置于四支试管内均加入2.0ml 0.5mol/L CuSO₄溶液,再分别取0.5mol/L Na₂CO₃溶液1.6ml，2.0ml，2.4ml，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溶液倒入Na₂CO₃溶液中，振荡，水浴加热。通过比较反应的速度、沉淀的多少、沉淀的颜色得出最佳物料比。

（2）反应温度的探求

分别在三支试管中加入2.0ml CuSO₄溶液，另取三支试管，各加入由上述实验得到的合适用量的Na₂CO₃溶液，从两列试管中各取一支，分别置于室温，50℃、100℃的恒温水浴中，数分钟后将CuSO₄倒入Na₂CO₃溶液中，振荡，由实验结果确定制备反应的合适温度。

3、碱式碳酸铜制备

取60ml 0.5mol/L CuSO₄溶液根据上面实验确定的反应物的合适比例及适宜温度制取Cu₂(OH)₂CO₃。沉淀完全后，用蒸馏水洗涤沉淀数次，直到沉淀中不含SO₄^2-为止，吸干。

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