氢氧化钠与硫酸铜的反应的研究成果报告

第一部分：

有关情况说明及课题计划

一、课题名称：

《关于氢氧化钠与硫酸铜反应的调查研究》

二、成  员：

组  长：洪恩泽

组  员：徐步杰、林汝德、廖维明

指导师：林世强老师

四、课题由来

化学是一门神奇的学科，她的功用在我们生活中无处不体现的淋漓尽致，大到尖端科技，重大工程，小到刷锅烹饭，培土育花，化学就像一位慈祥的母亲，为我们静静地释放温暖。

而在平日的学习中，我们深切体味到化学带来的便利，也了解到化学，这一神奇学科，在其身后巨大的可探知性——一次简单的课本例行实验，却让全班人几乎全都体验到失败之感，我们看到了隐藏在这两个常见试剂、这条简单的化学方程式后的秘密。为此，我们也深感自己知识的匮乏。于是，我们选择这个课题，以此充实自己，改变自己，以此为一叶小舟，驶向浩瀚的知识海洋。

五、课题研究的目的和意义

1、了解氧氧化钠与硫酸铜在不同情况下反应的结果，反应产物的性质、类别，反应现象及其原因。

2、借此更深入地了解化学，理解化学，树立探究精神。

六、课题目标

1、培养收集、查阅、整理资料的能力。

2、加强实验操作技能。

3、拓展视野，丰富内涵，发展合作精神，培养社会实践能力。

4、适应时代需求，把书本知识勇于开展、勇于研究、勇于实践。

七、方案设计及人员人工

1、具体方案设计

①查找资料

②汇总、分析，对结果提高假设。

③实验

④对实验结果汇总及补充

⑤撰写报告

2、人员分工

①资料收集：徐步杰

②实验操作：林汝德、洪恩泽

③资料汇总、总结：廖维明

八、活动过程

1、（05年10月11月）：查找资料。由于对其他结果不够了解，小级成员分头前往信息室及图书馆寻查资料，再集中给此步骤负责人。

2、（05年11月~05年12月）：在已知资料基础上，开展小组讨论，运用自己所学知识及指导师指导，对实验结果进行预测并归结。

3、（05年12~06年2月）：在做充分准备后，开始实验。

4、（06年2~06年3月）：分析所得的实验数据，并查找资料，对其进行补充。

5、（06年3~06年5月）：对一学期研究成果进行总结，在参考指导师意见后，开始撰写结题报告。

第二部分

实验结果报告

（注：由于资料所查到的非常少，故归入实验结果）

一、实验原理

由于仪器有限，我们时间有限，故选择此实验为定性探究型结果的实验。

二、标准

由硫酸铜溶液是酸性，而氢氧化钠溶液呈碱性，故我组挑选PH值为两者量之比的参考标准。

三、实验用具：

烧杯（400ml，250ml，100ml各若干），药匙、漏斗、铁架台、试管若干，酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、PH试纸、滤纸、胶头滴管、火柴。

四、实验药品

氢氧化钠固体硫酸铜粉末、盐酸、稀硫酸、苯酚、乙酸、氨水、硝酸铜粉末。

五、反应结果

1、完全沉淀（PH=6~7）

反应式：2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)_2↓+Na₂SO₄

此时，硫酸铜与氢氧化钠物质的量之比近似1：2。所得反应产物为蓝色絮奖沉淀，久置后上层溶液无色，即生成氢氧化铜沉淀与水。

2、硫酸铜过量（PH值<6）

反应式：4CuSO₄+6NaOH=Cu₄(OH)₆SO₄+3Na₂SO₄

在试管内装1/3体积的硫酸铜后，滴入4~5滴氢氧化钠溶液，生成兰绿色块状沉淀。溶液久置后呈蓝色，经查证，兰绿色沉淀即为碱式硫酸铜。

3、氢氧化钠过量（PH>7）

反应式：4NaOH+CuSO₄=Na₂[Ca(OH)₄]↓+Na₂SO₄

我们在装了1/3试管的氢氧化钠后再滴入3~4滴硫酸铜溶液。久置后，上呈无色，而沉淀层为一种蓝白杂泪的糊状沉淀，此为铜酸钠。

六、生成原因及生成物性质

1、氢氧化铜[Cu(OH)₂]

这是实验最简单的结果，生成原因是一个铜离子正好与两个氢氧化铜。其为一种蓝色固体。难溶于水，加热易分解，微显两性。

2、碱式硫酸铜。[Cu₄(OH)₆SO₄]

在实验中，氢氧化钠处于不足，故氢氧离子相对铜离子也就不足，使氢氧根离子无法完全结合所有铜离子，故它代替一部分硫酸根离子，生成碱式硫酸铜。

这是一种兰绿色固体，受热可分解（生成硫酸铜和氢氧化铜），但受热时间比氢氧化钠分解的时间还要长，生成蓝色与黑色并存浊液[Cu₄(OH)₆SO₄=CuSO₄+3Cu(OH)₂，Cu(OH)₂=CuO+H₂O]

并且，碱式硫酸铜可溶于无机酸（实验用盐酸和稀硫酸），有机酸（实验用苯酚和乙酸），碱（实验用氢氧化钠和氢氧化钙）等。

它还会与氨水反应，生成钢蓝色溶液，有氨味[Cu₄(OH)₆SO₄+8NH₃=3Cu(NH₃)₂(OH)₂+Cu(NH₃)₂SO₄]

3、铜酸钠[Na₂Cu(OH)₄]

它的形成原因相当复杂，删繁就简地就是氢氧与铜离子结合成氢氧化铜后，由于溶液中氢所氧根偏多，而氢氧化铜又微显两性（氢氧化铜可写为Cu(OH)₂及H₂CuO₂）故又结合两个氢氧根离子，再与钠离子结合生成铜酸钠。

这是一种相当不稳定的蓝白色物质，难溶于水，它只有在碱性条件下才能存在，溶液稀释后，它即分解成氢氧化铜和氢氧化钠[Na₂Cu(OH)₄=2NaOH+CU(OH)₂↓]，在久置之后，它会风化分解[Na₂Cu(OH)₄=2NaOH+CU(OH)₂↓]。

它会与酸反应，例如与稀盐酸反应生成氧气与钠盐，与浓盐酸反应生成氯气和氧气。

（注：酸的反应，是要求在碱性条件下，使沉淀与酸优先结合，较之我们的水平，难度极大，故只暗摘抄资料谨作参考）

第三部分：

研究性学习的心得体会

洪恩泽：通过这次实验，开阔了视野，渊博了知识，增强了实践能力，培养了化学兴趣心，这些都将在我以后的人生道路上为我指航，为我扬帆。

廖维明：这一学期的艰辛工作，使我对于这个反应的认识更透彻，更深刻，也看到了理论与实际间结合的困难，但我明白困难就是用来克服的。

林汝德：化学是一门五彩斑斓的学科，实验是其重要的研究手段。在研究中我们虽遇不少难题，但我们学会自主奋斗，克服难关，独立自主地完成课题，提高自我修养，让我可以更好地学习化学。

徐步杰：科学研究是困难的，这是我在这次研究中最大体会，并且在实验中要态度认真，工作细致，总让人想起来容易做起来难，但经过锻炼，我的实验水平，收集资料能力有所提高，思绪更加严密。

参考书目，网页：

《化学词典》、《中学化学教研手册》。

信丰教育网：www.xfjy.com

人民出版社主页：www.pep.com.cn

中国铜网：www.copperchina.com

最后说几句：

也许结果不尽人意，但人生即如此，喜怒哀乐，酸甜苦辣，你要一一品尝，只因我们挥酒了汗水，付出了辛劳，即使看不到鲜花与微笑，但我们无愧明天的朝阳。

高一（2）

氢氧化钠与硫酸铜反应结果研究组

06年4月15日

教研组录入：李凤肖    责任编辑：李凤肖