碱式碳酸铜制备的实验报告

碱式碳酸铜制备的#实验# 实验二 碱式碳酸铜的制备 实验二 碱式碳酸铜的制备，组成分析 背景知识: 碱式碳酸铜 英文名:Basic cupric carbonate 化学式:Cu2 (OH) 2CO3 物理性质: 分子量:221.12 密度:3(85g,cm3 折光率:1.655、1.875、1.909 外观: 草绿色的单斜系结晶纤维状的团状物，或深绿色的粉状物 化学性质: 不溶于冷水和醇，溶于酸，氰化物，氨水和铵盐;受热易分解; 构成: CuCO3?Cu(OH)2，是一种草绿色的单斜系结晶纤维状的团状物，或深绿色的粉状物, 它不溶于水，溶于酸，热水中或加热到220?时分解为氧化铜、水和二氧化碳( 碱式碳酸铜?加热 氧化铜+水+二氧化碳 )，溶于酸并生成相应的铜盐。也溶于氰化物、铵盐和碱金属碳酸盐水溶液而形成铜的络合物。 用途: 无机工业用于制造各种铜化合物。有机工业用作有机合成催化剂。电镀工业电镀铜锡合金作铜离子的添加剂。农业中用作黑穗病的防止剂，也可作种子的杀虫剂。畜牧业中作饲料中铜的添加剂。此外，还应用于烟火、颜料生产、医药等方面。 实验名称:碱式碳酸铜的制备，组成分析 实验目的: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适合的温度条件; 2、了解碱式碳酸铜组成分析的各种; 3、掌握碱式碳酸铜制备及产物组成分析过程中的各种操作，并培养独立设计实 验的能力。 实验原理:由Na2CO3?10H2O跟CuSO4?5H2O晶体混合反应后加入沸水中，得到蓝绿色沉淀，经过抽滤、洗涤、风干后可得到蓝绿色晶体。 相关反应方程式: 2CuSO4?5H2O +2Na2CO3?10H2O??Cu2(OH)2CO3+2Na2SO4+14H2O+CO2? 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: 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。2CuSO4+2Na2CO3+H2O==Cu2(OH)2CO3?+2Na2SO4+CO2? 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。 实验药品和试剂 CuSO4、Na2CO3 和NaHCO3固体 、 Na2S2O3溶液、已知浓度的KI溶液、淀粉液1.2 实验仪器 恒温水浴箱、电子天平、烘箱、布式漏斗、抽滤瓶、量筒(10mL、100 mL)、胶头滴管、烧杯、试管、玻璃棒、研钵、电炉、滴定管、锥形瓶、铁架台。 [实验步骤] 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(反应温度的探究 在三支试管中，各加入2.0 mL 0.5mol?ml-1 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0.5mol?L-1 Na2CO3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。 思考题: 1)反应温度对本实验有何影响, 2)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, 三、用最佳条件制取碱式碳酸铜 取60mL 0.5moL?L-1 CuSO4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，快速撤离热源，静置，待沉淀下沉后用倾滗法洗涤沉淀数次，直到沉淀中不含SO42-为止(Ba离子检验)，抽干。 2+ 将所得产品在烘箱中于100oC烘干，待冷至室温后称量，并计算产率。 制备方法二:利用NaHCO3固体跟CuSO4固体制备 称取4.2gNaHCO3，6.2gCuSO4?5H2O，先将固体研细，然后混合，投入100mL沸水中，搅拌，防止暴沸，反应完全后撤离热源，看到有草绿色沉淀生成。洗涤至不含硫酸根离子，抽滤至干，得到草绿色晶体(该晶体的主要成分为CuCO3?Cu(OH)2?H2O( 注意:因反应产物与温度、溶液的酸碱性等有关，因而同时可能有蓝色的2CuCO3?Cu(OH)2、2CuCO3?3Cu(OH)2和2CuCO3?5Cu(OH)2等生成，使晶体带有蓝色。 四、碱式碳酸铜的质量鉴定 在实验中通常采用EDTA滴定法或碘量法对碱式碳酸铜进行质量鉴定，在这里我们主要讨论碘量法的具体操作过程。I-是中等强度的还原剂，可以用来测定的氧化态物质Cu2+的浓度，通过Cu2+ 的浓度可知样品中Cu的含量，进而得知样品的纯度，反应的方程式为: Cu2+ + 2I-=Cu+I2 I2 + 2 S2O32-= 2 I- + S4O62- 。 附:间接碘量法的反应条件和滴定条件: ?酸度的影响—— I2 与Na2S2O3应在中性、弱酸性溶液中进行反应。 (若在碱性溶液中:S2O32-+ 4I2 + 10 OH-= 2SO42-+ 8I- + 5H2O 、 3I2 + 6OH-=IO3-+ 5I- + 3H2O 若在酸性溶液中:S2O32-+ 2H+= 2SO2 + Sˉ+ H2O 、4I- + O2 (空气中) + 4H+= 2I2 + H2O ) ?防止 I2 挥发:加入过量KI(比理论值大2~3倍)与 I2 生成I3-，减少 I2挥发; 室温下进行; 滴定时不要剧烈摇动。 ?防止I- 被氧化: 避免光照——日光有催化作用; 析出 I2后不要放置过久(一般暗处5 ~ 7min ); 滴定速度适当快。 具体操作过程如下: 在室温条件下，称取0.5g碱式碳酸铜样品，溶于20mL纯水，然后转移到锥形瓶中，然后加入2滴淀粉液作为待测液，用已知浓度的KI溶液滴定该反应直至反应终点(应该是加入过量的已知浓度的KI溶液，盖盖子，在暗处反应5-7 min)，然后(立即)用 Na2S2O3标准溶液滴定析出的碘。通过硫代硫酸根离子的浓度与铜离子浓度之间的关系，可以间接求出Cu的含量，进而算出纯的碱式碳酸铜的理论值，与实际值比较，可以判断出碱式碳酸铜的质量。 篇二:实验二十一 碱式碳酸铜的制备 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。 思考题: 1)反应温度对本实验有何影响, 2)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, 三、碱式碳酸铜的准备 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，用蒸馏水洗涤沉淀数次，直到沉淀中不含SO42-为止，吸干。 将所得产品在烘箱中于100oC烘干，待冷至室温后称量，并计算产物。 [实验习题] 制备碱式碳酸铜的几种方法 (1)由Na2CO3?10H2O跟CuSO4?5H2O反应制备 根据CuSO4跟Na2CO3反应的化学方程式 2CuSO4+2Na2CO3+H2O==Cu2(OH)2CO3?+2Na2SO4+CO2?进行计算，称取14gCuSO4?5H2O，16gNa2CO3?10H2O，用研钵分别研细后再混合研磨，此时即发生反应，有“磁磁”产生气泡的声音，而且混合物吸湿很厉害，很快成为“粘胶状”。将混合物迅速投入200mL沸水中，快速搅拌并撤离热源，有蓝绿色沉淀产生。抽滤，用水洗涤沉淀，至滤液中不含SO42-为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体。该方法制得的晶体，它的主要成分是 Cu2(OH)2CO3，因反应产物与温度、溶液的酸碱性等有关，因而同时可能有蓝色的2CuCO3?Cu(OH)2、2CuCO3?3Cu(OH)2和2CuCO3?5Cu(OH)2等生成，使晶体带有蓝色。 如果把两种反应物分别研细后再混合(不研磨)，采用同样的操作方法，也可得到蓝绿色晶体。 (2)由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备 分别称取12.5gCuSO4?5H2O，14.3gNa2CO3?10H2O，各配成200mL溶液(溶液浓度为0.25mol?L-1)。在室温下，把Na2CO3溶液滴加到CuSO4溶液中，并搅拌，用红色石蕊试纸检验溶液至变蓝为止，得到蓝色沉淀。抽滤，用水洗沉淀，至滤液中不含SO42-为止，取出沉淀，风干，得到蓝色晶体。该晶体的主要成分为5CuO?2CO2。如果使沉淀与Na2CO3的饱和溶液接触数日，沉淀将转变为 Cu(OH)2。 如果先加热Na2CO3溶液至沸腾，滴加CuSO4溶液时会立即产生黑色沉淀。如果加热CuSO4溶液至沸腾时滴加Na2CO3溶液，产生蓝绿色沉淀，并一直滴加Na2CO3溶液直至用红色石蕊试纸检验变蓝为止，但条件若控制不好的话，沉淀颜色会逐渐加深，最后变成黑色。如果先不加热溶液，向CuSO4溶液中滴加Na2CO3溶液，并用红色石蕊试纸检验至变蓝为止，然后加热，沉淀颜色也易逐渐加深，最后变成黑色。出现黑色沉淀的原因可能是由于产物分解成CuO的缘故。因此，当加热含有沉淀的溶液时，一定要控制好加热时间。 (3)由NaHCO3跟CuSO4?5H2O反应制备 称取4.2gNaHCO3，6.2gCuSO4?5H2O，将固体混合(不研磨)后，投入100mL沸水中，搅拌，并撤离热源，有草绿色沉淀生成。抽滤、洗涤、风干，得到草绿色晶体。该晶体的主要成分为 CuCO3?Cu(OH)2?H2O。 (4)由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备 将冷的Cu(NO3)2饱和溶液倒入Na2CO3的冰冷溶液(等体积等物质的量浓度)中，即有碱式碳酸铜生成，经抽滤、洗涤、风干后，得到蓝色晶体，其成分为2CuCO3?Cu(OH)2。 由上述几种方法制得的晶体颜色各不相同。这是因为产物的组成与反应物组成、溶液酸碱度、温度等有关，从而使晶体颜色发生变化。从加热分解碱式碳酸铜实验的结果看，由第一种方法制得的晶体分解最完全，产生的气体量最大。 篇三:碱式碳酸铜的制备 碱式碳酸铜的制备 碱式碳酸铜Cu2(OH) 2CO3 为天然孔雀石的主要成分，呈暗红色或淡蓝色(由于所含成分Cu(OH) 2和CuCO3的比例不同, 而颜色不同)，在水中溶解度很小，加热至200 ?即分解，新制备的试样在沸水中很易分解。本实验通过碱式碳酸铜的制备实，了解最佳反应条件。 一、实验目的 1. 了解碱式碳酸铜的制备的原理。 2. 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，研究反应物的配料比并确定制备反应的温度条件。 3. 培养学生独立设计实验的能力。 二、实验原理 由于CO32-的水解作用，碳酸钠的溶液呈碱性，而且铜的碳酸 盐溶解度与氢氧化物的溶解度相近，所以当碳酸钠与硫酸铜溶液反应时，所得的产物是碱式铜: 2 CuSO4，2 Na2CO3，H2O ? Cu2(OH)2CO3?，2Na2SO4，CO2? 碱式碳酸铜按CuO:CO2:H2O的比例不同而异，反应中形成2CuCO3?Cu(OH) 2时，为孔雀蓝碱式盐;形成 CuCO3?Cu(OH)2?xH2O。工业产品含CuO71.90%，也 可在66.16%~78016%的范围之内，为孔雀绿色。因此，反应物的比例关系对产物的沉降时间也有影响。 反应温度直接影响产物粒子的大小，为了得到大颗粒沉淀，沉淀反应在一定的温度下进行，但当反应温度过高时，会有黑色氧化铜生辰，使产品不纯，制备失败。 碱式碳酸铜的性质: (1)性质:暗绿色或淡蓝绿色 (2)对热的稳定性:加热至200?时分解。 (3)在水中的溶解度:溶解度很小，新制备的样品在沸水浴中易分解，溶于稀酸和氨水。 三、实验仪器与试剂 研钵、试管、烧杯、酒精灯、洗瓶、药匙、抽滤漏斗、容量瓶(250mL) 、恒温水浴锅 Na2CO3晶体、CuSO4?5H2O晶体、BaCl2溶液、蒸馏水 四、实 验步骤 (一)反应物溶液的配制: 配制0.5mol/L的CuSO4溶液和0.5mol/L的Na2CO3溶液各250ml 称取固体药品CuSO4?5H2O 31.25g 和Na2CO3 13.25g, 分别倒入两个250mL 的烧杯中, 用100mL 蒸馏水溶解, 再转入250mL容量瓶中, 配成250mL 溶液，静置， 备用。 (二)制备反应条件的探求: 1、CuSO4和Na2CO3溶液的最佳配料比 取四支各盛2.0ml 0.5mol/L CuSO4溶液的试管和四支分别盛1.6ml、2.0ml、2.4ml、2.8ml 0.5mol/L Na2CO3的试管置于75?的水浴锅中加热，将CuSO4倒入每一支盛Na2CO3溶液的试管中，振荡，观察生成沉淀的速度、沉淀的数量、颜色。 2、反应温度的探求: 三支各盛2.0mlCuSO4溶液的试管，另取三支试管加入合适比用量的0.5mol/LNa2CO3溶液，从两列溶液中各取一支试管，将它们分别置于室温50?、 100?的恒温水浴中，数分钟后将CuSO4溶液制入Na2CO3溶液中，振荡并观察现 象。(注意与75?产物比较) (三)碱式碳酸铜的制备 60.0ml 0.5mol/L的CuSO4溶液和60.0ml 0.5mol/L的Na2CO3溶液75?制取碱 式碳酸铜，用蒸馏水洗涤数次至不含SO4(用BaCl2溶液检验)，抽滤，吸干，在烘 2- 箱中烘干，待冷却至室温，称量，计算产率。 五、数据与结果的处理 CuSO4和Na2CO3溶液的最佳配料比 结论:两种反应物的最佳配料比:1:1 制备反应合适温度的探求 结论:制备的反应合适温度是 50?