實驗9-2 堿式碳酸銅的制備
[實驗目的]
了解堿式碳酸銅的制備的原理和方法.
[實驗原理]
2 CuSO4＋2 Na2CO3＋H2O ═ Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑
[實驗內容]
方法1.由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O 反應制備
① 根據(jù)CuSO4跟Na2CO3反應的化學方程式進行計算,稱取14g CuSO4·5H2O ,16g Na2CO3·10H2O(或6g無水Na2CO3)；
② 用研缽分別研細后再混合研磨,此時即發(fā)生反應,有產生氣泡的聲音,而且混合物吸濕很厲害,很快成為“粘膠狀”；
③ 將混合物迅速投入200 mL沸水中,快速攪拌并撤離熱源,有藍綠色沉淀產生；
④ 抽濾,用水洗滌沉淀,至濾液中不含SO42-為止,取出沉淀,風干,得到藍綠色晶體.
該方法制得的晶體,主要成分是Cu2(OH)2CO3 ,因反應產物與溫度、溶液的酸堿性等有關,因而同時可能有藍色的2CuCO3·Cu(OH)2、2CuCO3·3Cu(OH)2 和2CuCO3·5Cu(OH)2 等生成,使晶體帶有藍色.
如果把兩種反應物分別研細后再混合（不研磨）,采用同樣的操作方法,也可得到藍綠色晶體.
[實驗現(xiàn)象]
[理論產率]
2 CuSO4＋2 Na2CO3＋H2O ═ Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑
250（含結晶水）286（含結晶水） 222
14 16 12.4g
（1）由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反應制備
根據(jù)CuSO4跟Na2CO3反應的化學方程式
2CuSO4+2Na2CO3+H2O==Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑進行計算,稱取14gCuSO4·5H2O,16gNa2CO3·10H2O,用研缽分別研細后再混合研磨,此時即發(fā)生反應,有“磁磁”產生氣泡的聲音,而且混合物吸濕很厲害,很快成為“粘膠狀”．將混合物迅速投入200mL沸水中,快速攪拌并撤離熱源,有藍綠色沉淀產生．抽濾,用水洗滌沉淀,至濾液中不含SO42-為止,取出沉淀,風干,得到藍綠色晶體．該方法制得的晶體,它的主要成分是
Cu2(OH)2CO3,因反應產物與溫度、溶液的酸堿性等有關,因而同時可能有藍色的2CuCO3·Cu(OH)2、2CuCO3·3Cu(OH)2和2CuCO3·5Cu(OH)2等生成,使晶體帶有藍色．
如果把兩種反應物分別研細后再混合（不研磨）,采用同樣的操作方法,也可得到藍綠色晶體．
（2）由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反應制備
分別稱取12.5gCuSO4·5H2O,14.3gNa2CO3·10H2O,各配成200mL溶液（溶液濃度為0.25mol·L-1）．在室溫下,把Na2CO3溶液滴加到CuSO4溶液中,并攪拌,用紅色石蕊試紙檢驗溶液至變藍為止,得到藍色沉淀．抽濾,用水洗沉淀,至濾液中不含SO42 -為止,取出沉淀,風干,得到藍色晶體．該晶體的主要成分為5CuO·2CO2．如果使沉淀與Na2CO3的飽和溶液接觸數(shù)日,沉淀將轉變?yōu)镃u(OH) 2．
如果先加熱Na2CO3溶液至沸騰,滴加CuSO4溶液時會立即產生黑色沉淀．如果加熱CuSO4溶液至沸騰時滴加Na2CO3溶液,產生藍綠色沉淀,并一直滴加Na2CO3溶液直至用紅色石蕊試紙檢驗變藍為止,但條件若控制不好的話,沉淀顏色會逐漸加深,最后變成黑色．如果先不加熱溶液,向 CuSO4溶液中滴加Na2CO3溶液,并用紅色石蕊試紙檢驗至變藍為止,然后加熱,沉淀顏色也易逐漸加深,最后變成黑色．出現(xiàn)黑色沉淀的原因可能是由于產物分解成CuO的緣故．因此,當加熱含有沉淀的溶液時,一定要控制好加熱時間．
（3）由NaHCO3跟CuSO4·5H2O反應制備
稱取4.2gNaHCO3,6.2gCuSO4·5H2O,將固體混合（不研磨）后,投入100mL沸水中,攪拌,并撤離熱源,有草綠色沉淀生成．抽濾、洗滌、風干,得到草綠色晶體．該晶體的主要成分為CuCO3·Cu(OH)2·H2O．
（4）由Cu(NO3)2跟Na2CO3反應制備
將冷的Cu(NO3)2飽和溶液倒入Na2CO3的冰冷溶液（等體積等物質的量濃度）中,即有堿式碳酸銅生成,經抽濾、洗滌、風干后,得到藍色晶體,其成分為2CuCO3·Cu(OH)2．
由上述幾種方法制得的晶體顏色各不相同．這是因為產物的組成與反應物組成、溶液酸堿度、溫度等有關,從而使晶體顏色發(fā)生變化．從加熱分解堿式碳酸銅實驗的結果看,由第一種方法制得的晶體分解最完全,產生的氣體量最大．