很多高中化学资料上认为Na2O2固体与某些盐溶液反应原理为:
首先 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
反应生成的NaOH再与盐溶液中的溶质反应。
如Na2O2固体与 CuSO4溶液反应,
先发生 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(此反应为明显放热反应)反应
反应生成的NaOH再与CuSO4溶液中的CuSO4反应
2 NaOH+ CuSO4= Cu(OH)2↓(蓝色沉淀)+ Na2SO4
但此实验实际操作时,若要看到明显的蓝色Cu(OH)2沉淀,则要控制Na2O2固体的量:Na2O2固体少量时可看到有蓝色Cu(OH)2沉淀;若Na2O2固体过量较多时主要得到大量黑色固体物质。但无论Na2O2固体过量与否均可看到有黑色物质和痕量砖红色物质生成(砖红色物质存在时间较短),且Na2O2固体过量较多时生成的黑色物质和砖红色物质相对较多。对于黑色物质和砖红色物质的成分和形成做如下探究:
1、 取0.2mol/LCuSO4溶液10ml于大试管中,向大试管中逐渐加入Na2O2固体,反应过程中先生成蓝色沉淀,且随Na2O2固体的量增多而增多;Na2O2固体过量后黑色物质逐渐增多,甚至看不到蓝色沉淀。整个反应过程中,每次加入Na2O2固体时,在Na2O2固体周围都有砖红色物质生成,但存在时间很短。
(1) 由此反应用到的物质及某些常见离子和化合物的颜色推断黑色物质为CuO。原因是因为Na2O2固体加入到CuSO4溶液中后,反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑明显放热(反应时用手触摸试管外壁,温度明显升高),反应放出的热量使2 NaOH+ CuSO4= Cu(OH)2↓+ Na2 SO4生成的蓝色Cu(OH)2沉淀分解为黑色CuO沉淀。
Cu(OH)2受热易脱水可做验证实验:
① 操作:取0.2mol/L CuSO4溶液5ml于试管中,向试管中逐滴滴加1mol/L NaOH溶液至过量
现象:生成蓝色Cu(OH)2沉淀
② 操作:取0.2mol/L CuSO4溶液5ml于试管中,在酒精灯上加热溶液至80℃,向试管中逐滴滴加1mol/L NaOH溶液至过量
现象:立即生成黑色沉淀
(2) 当向CuSO4溶液中加入过量的Na2O2固体时,由于
Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2 NaOH+ CuSO4= Cu(OH)2↓(蓝色沉淀)+ Na2SO4
均为快反应,而Na2O2固体与水反应时局部位置产生的热量较多,可使Cu(OH)2↓分解,并有反应
4CuO=====2Cu2O+ O2↑
发生,而Cu2O对热相当稳定。所以Cu2O即为我们所看到的砖红色物质。但在有水存在时,具有还原性的砖红色Cu2O又和具有氧化性和碱性的Na2O2固体反应生成Na2 Cu(OH)4,砖红色物质消失。
可做验证实验:
① 取0.2mol/L CuSO4溶液2ml于试管中,向试管中逐滴滴加2mol/L NaOH溶液至开始生成的沉淀刚好溶解,得到碱性Na2 Cu(OH)4溶液。
② 向碱性Na2 Cu(OH)4溶液中加少许10%葡萄糖溶液,震荡,将试管在酒精灯上加热,得到砖红色Cu2O沉淀。
③ 静置,沉淀。
④ 弃去上层溶液,洗涤沉淀3次。取砖红色沉淀少量于另一只试管中,加蒸馏水少量得到悬浊液,向悬浊液中加Na2O2固体。反应中可看到砖红色消失,得到绛蓝色透明溶液。
⑤ 取绛蓝色溶液1ml于试管中,滴加2 mol/L硫酸溶液至溶液呈酸性。
⑥ 向⑤中溶液中滴加2滴0.2mol/LK4Fe(CN)6有红棕色Cu2Fe(CN)6 出现,证明有+ⅡCu 存在。
2、 用CuCl2溶液代替CuSO4溶液做上述实验,具有相似的实验现象。
参考文献:
[1]全日制普通高级中学化学(必修)第一册,人民教育出版社,2000,32页
[2]北京师范大学、华中师范大学、南京师范学院无机化学教研室编,无机化学,高等教育出版社,1992,686页,788页
[3][美]W.H.内博盖而等著,普通化学 第四分册,陈复等译,北京:人民教育出版社,1979,136页
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