初中化学实验教学中硫酸铜与氢氧化钠溶液反应装备应用

许欣玲

摘 要 实验研究表明，硫酸铜和氢氧化钠溶液的反应会因添加顺序的不同而产生不同的结果。基于硫酸铜和氢氧化钠溶液反应，设计两种不同的实验装置来探讨这两种物质的实际反应情况，以期更好地指导教学工作的开展。

关键词 初中化学；硫酸铜；氢氧化钠

中图分类号：G633.8 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）23-0141-02

1 前言

鉴于初中化学教材中关于硫酸铜和氢氧化钠溶液的反应仅生成了氢氧化铜，以至于学生可能错误地理解二者的反应结果就是氢氧化铜。实际上，二种反应物的反应会因反应量的不同而有所差异，所以有必要对于教材中硫酸铜和氢氧化钠溶液的实验装备进行改进，以验证这两种反应物量不同所产生的实验结果。

2 探究实验装备之一

实验装备目的 本次实验装备设置的目的就是为了探讨硫酸铜溶液注入氢氧化钠溶液中的反应现象，也就是少量硫酸铜溶液和过量氢氧化钠溶液的反应现象。

实验装备设置 在本次实验装置中，所用到的试剂主要为质量分数为10%的氢氧化钠溶液和质量分数为20%的硫酸铜溶液；所用到的实验器材主要包括烧杯、铁架台、浇水滴管、酒精灯、铁夹、试管以及容量为50 mL的螺口瓶。在安装实验装置的时候，要向螺口瓶中注入容量为45 mL

的氢氧化钠溶液，并要将针筒和胶水滴管进行有效连接，并要从中吸取容量为5 mL的硫酸铜溶液，然后即可搭建铁架台，在其上部固定针筒结构。

实验内容与结果 在实验的时候，操作人员需要将针筒结构缓慢地下压，以将硫酸铜溶液逐步加入氢氧化钠溶液中，同时要保持实验过程中保持一个恒定的温度（13 ℃）。随着硫酸铜注入量的增加，螺口瓶内部逐渐出现了蓝色固体。如果硫酸铜溶液的注入速度比较快，那么所得到的蓝色固体颗粒比较小；反之则会从胶水滴管部位处“生长出”蓝色固体，并且该种固体体积会随着硫酸铜溶液的增加而继续增大。在实验完毕之后，将螺口瓶的盖子拧紧，接着晃动数次，发现生成的蓝色沉淀没有发生体积上的改变；然后取少量的蓝色沉淀放到试管中进行加热，发现生成的蓝色沉淀快速变黑。

3 探究实验装备之二

实验装备目的 本次实验装备设置的目的就是为了探讨氢氧化钠溶液注入硫酸铜溶液中的反应现象，也就是少量氢氧化钠溶液和过量硫酸铜溶液的反应现象。

实验装备设置 在本次实验中，所采用的化学反应溶液类型、含量及相关实验仪器设备和实验装备一均相同，即：所用到的试剂主要为质量分数为10%的氢氧化钠溶液和质量分数为20%的硫酸铜溶液；所用到的实验器材主要包括烧杯、铁架台、浇水滴管、酒精灯、铁夹、试管以及容量为50 mL的螺口瓶。但是在安装反应实验装置的时候，要向螺口瓶中注入容量为45 mL的硫酸铜溶液，并要将针筒和胶水滴管进行有效连接，并要从中吸取容量为5 mL的氢氧化钠溶液，然后即可搭建铁架台，在其上部固定针筒结构。

实验内容与结果 在实验的时候，操作人员需要将针筒结构缓慢地下压，以将氢氧化钠溶液逐步加入硫酸铜溶液中，同时要在实验过程中保持一个恒定的温度（13 ℃）。随着氢氧化钠溶液注入量的增加，螺口瓶内部逐渐出现蓝色固体，并且会随着注入量的增加，蓝色固体体积量也不断增加。在实验完毕之后，将螺口瓶的盖子拧紧，接着晃动数次，发现生成的蓝色沉淀很快变得非常松散；静置一段时间后，固液出现分层问题，相应的沉淀颗粒也越来越细，并且相应的沉淀蓝色也主要表现为蓝绿色；然后取少量蓝绿色沉淀进行加热直至沸腾，发现沉淀的颜色逐渐变浅，直至蓝绿色完全变为浅绿色[1]。

4 实验结果分析和讨论

反应原理解析 实践研究表明，氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液含量的不同会产生不同的反应现象，这实际上就是实验一和实验二发生了不同的化学反应所造成的，具体化学反应公式如下：

CuSO4+2NaOH===Cu（OH）2↓+Na2SO4

Cu（OH）2===CuO+H2O

针对探究实验装备之二的反应而言，少量的氢氧化钠溶液和过量的硫酸铜溶液会生成颜色比较浅的碱式硫酸铜沉淀，并且在加热之后会分解为黑色的氧化铜沉淀（实际上也含有部分氢氧化铜），其在振荡之后会立刻出现松散的问题，并且在加热之后不出现分解问题，具体化学反应公式如下：

4CuSO4+6NaOH===Cu4（OH）6SO4↓+3Na2SO4

由此可知，在硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液发生反应的过程中，两种反应物浓度会对实际的生成物产生重大影响。

异常现象解析 在实验操作过程中，除了常规的现象之外，还存在一些异常实验现象，下面就这两个实验中的异常现象进行详细分析和讨论，具体表述如下。

第一种异常现象主要为：通常而言，该实验正规现象主要从胶水滴管部位处“生长出”蓝色固体，并且其体积会随着硫酸铜溶液的增加而继续增大，生成的蓝色沉淀在震荡时不会发生体积上的改变，同时放到试管中进行加热时，其会快速变黑。但是在加入少量硫酸铜溶液的时候，此时震荡螺口瓶，会发现部分生成的沉淀出现溶解的问题，并且在静置情况下表现为蓝色的特征。实际上，如果相应的氢氧化钠溶液容量比较多，那么剩下的氢氧化钠会同已经生成的氢氧化铜继续发生化学反应，生成一种不同于硫酸铜和氢氧化铜的新化合物——四羟基合铜酸钠。

为了验证推测的准确性，取用反应之后的少量蓝色溶液，向其中加入一些铝粉，并生成一些气体。待化学反应结束之后，原有的蓝色溶液逐渐变成无色，并且在瓶底及液面上出现一些黑色固体，并夹杂有红色颜色；待将相应的黑色固体取出之后，倒入一些稀盐酸，发现相应的红色固体没有发生溶解，黑色固体溶解了，相应的溶液也逐渐变蓝。

另外一种异常现象主要为：在少量的氢氧化钠溶液和过量的硫酸铜溶液会生成颜色比较浅的碱式硫酸铜沉淀，同时也存在一些结构比较稳固的沉淀，其在振荡之后会立刻出现松散的问题，并且在加热之后不出现分解问题。与此同时，该固体相应的颜色也逐渐转变为浅蓝绿色，但是在螺口瓶的瓶底依旧存有少量的亮藍色沉淀物，并且相应的颜色也没有发生改变。而在对螺口瓶进行清洗过程中，螺口瓶瓶底部位有一些较难清洗的亮蓝色沉淀。

实际上，在第二次化学反应中，固体生成物会从胶水滴管口逐渐延伸到螺口瓶的瓶底。但是由于氢氧化钠溶液本身的浓度比较高，相应的密度也比较大，因此，部分氢氧化钠会沿着已经生成的固体物质掉落入瓶底，这在一定程度上使瓶底的氢氧化钠溶液浓度极大提升。此时和硫酸铜溶液继续发生反应的过程中，硫酸铜过量的条件已经不复存在，实际上又成为第一种实验条件。而针对那些清洗困难的沉淀而言，其实际上就是生成的氢氧化铜沉淀。

为了验证上述假设，可以从螺口瓶的瓶底部刮下一些固体沉淀，放入试管中，并加入少量的水，然后进行加热，此时的蓝色沉淀会快速变成黑色的氧化铜。由此可知，螺口瓶瓶底的蓝色沉淀确实为氢氧化铜固体，这也在一定程度上验证了实验一中的结论，即在硫酸铜溶液过量、氢氧化钠溶液少量的条件下，会生成碱式硫酸铜。

5 结语

综上所述，硫酸铜与氢氧化钠溶液会因反应物量或者添加顺序的不同而产生不同的反应现象。如果氢氧化钠溶液过量，那么就会生成结构稳定的深蓝色硫酸铜沉淀；如果硫酸铜过量，那么就会生成结构稳定性较差的浅蓝色碱式硫酸铜沉淀。因此，在讲解该部分教学知识的时候，初中教师应创新实验装备，使学生全面了解化学反应的本质。

参考文献

[1]张良松.酚酞滴入氢氧化钠溶液，红色为什么会消失[J].新课程：教研版，2011（2）.