实验9-2 碱式碳酸铜的制备
[实验目的]
了解碱式碳酸铜的制备的原理和方法.
[实验原理]
2 CuSO4＋2 Na2CO3＋H2O ═ Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑
[实验内容]
方法1.由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O 反应制备
① 根据CuSO4跟Na2CO3反应的化学方程式进行计算,称取14g CuSO4·5H2O ,16g Na2CO3·10H2O(或6g无水Na2CO3)；
② 用研钵分别研细后再混合研磨,此时即发生反应,有产生气泡的声音,而且混合物吸湿很厉害,很快成为“粘胶状”；
③ 将混合物迅速投入200 mL沸水中,快速搅拌并撤离热源,有蓝绿色沉淀产生；
④ 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,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.
[实验现象]
[理论产率]
2 CuSO4＋2 Na2CO3＋H2O ═ Cu2(OH)2CO3↓＋2Na2SO4＋CO2↑
250（含结晶水）286（含结晶水） 222
14 16 12.4g
（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．
