钠与硫酸铜溶液反应产物的实验探究

钠与硫酸铜溶液反应产物的实验探究

【摘要】随着新一轮课程改革的不断深入和普及，中学化学教师在化学教育教学中，既要注重学生获取知识的能力，又要培养学生的实验能力、创新能力、分析能力的培养，还要培养学生的科学素养。为止提出了钠与硫酸铜溶液反应实验探究。

【关键词】实验探究；实验中获取知识

一、实验用品

实验仪器：四个(250ml)烧杯、酒精灯、火柴、小刀、玻璃片、镊子等。

药品：金属钠(约0.05克/粒)、硫酸铜稀溶液(1%)、硫酸铜饱和溶液、稀盐酸、蒸馏水等。

二、实验方案

方案1：取一小粒钠与稀硫酸铜溶液在烧杯中反应，再向反应后混合物中逐滴加入足量的稀盐酸。

方案2：取一小粒钠与硫酸铜饱和溶液在烧杯中反应，再向反应后烧杯中逐滴加入足量的稀盐酸，最后再加适量的水。

实验注意事项：钠粒越大、硫酸铜溶液浓度越大，反应越剧烈，有爆炸、燃烧等危险。因此在做该实验时，钠的颗粒不能太大（一般小于0.05克），硫酸铜溶液的浓度控制在5%以下，用口径较大的烧杯，保证热量的较快散失。

三、实验现象

方案1中：钠浮在液面上、融化成光亮小球、游动、有嘶嘶声、体积逐渐变小至消失、有蓝色沉淀生成，加盐酸后有蓝色沉淀消失，最后只得到蓝色溶液。

方案2中：钠浮在液面上、融化成光亮小球、游动较慢、有轻微爆炸声、甚至燃烧、体积逐渐变小至消失，溶液表面有有蓝色晶体析出，溶液中有蓝色沉淀、黑色沉淀等，加盐酸和适量水后沉淀全部消失，最后也只得到蓝色溶液。

四、实验结论分析

方案1：由于硫酸铜溶液浓度较小、反应速度慢、产生的热量得到及时散失，只看到有蓝色沉淀，滴加盐酸沉淀完全溶解说明反应中没有单质铜生成，因此只发生如下反应：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；CuSO4+2NaOH =Na2SO4+Cu(OH)2↓

副反应：Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O

方案2：由于硫酸铜溶液浓度较大、反应速度快、钠与水反应消耗水较多、导致硫酸铜晶体析出；产生的热量得不到及时散失，导致部分生成的氢氧化铜受热发生分解，所以看到既有蓝色沉淀，又有黑色沉淀；滴加盐酸和水沉淀完全溶解，说明反应中的黑色沉淀是氧化铜而没有铜生成（单质铜与盐酸不发生反应），发生反应如下：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；CuSO4+2NaOH =Na2SO4+Cu(OH)2↓；

副反应：Cu(OH)2 CuO+ H2O

滴加足量盐酸发生的反应：Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2O；

2HCl+CuO=CuCl2+2H2O

五、综合结论

通过以上实验验证，钠与硫酸铜溶液反应中，主要发生两个反应：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；CuSO4+2NaOH =Na2SO4+Cu(OH)2↓

总反应为：2Na+2H2O+ CuSO4= Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑

五、总结与推广

凡是较活泼的碱金属、碱土金属（钙、锶、钡等）在水溶液中与其它盐发生反应，实质上这些金属优先与水发生反应，生成物才有可能与其它盐发生进一步的反应，这些金属不能将其它不活泼金属从盐溶液中置换出来。