化学自习室移动版

铜在中学化学中是一个常见的过渡金属，有关铜 的实验贯穿于中学化学始终。而有许多教师在教学中 容易忽略，但又是学生关注的异常现象，我们应如何来解释呢？

―、钠与硫酸铜溶液反应

1、异常现象

根据金属活动性顺序表，单质铜的还原性比氢气 弱，所以Cu^2＋的氧化性应强于H^＋，钠投人硫酸铜溶液 中，按常理应置换出单质铜。而我们看到的钠投人到硫 酸铜溶液中的现象是：钠块很快融化成一个银白色的小球，在液面上四处游动，溶液上层有蓝色的絮状沉淀 生成。说明钠是先与水发生反应生成了氢气和氢氧化钠，氢氧化钠再与Cu^2＋反应生成氢氧化铜沉淀。

2、释疑

对于钠来说，与水反应放出氢气和与Cu^2＋反应置换出铜的反应都是热力学上易发生的(看标准电极电 势表即可知，而以何种反应为主则受动力学控制，即 需要看反应速率。实际上是水合铜离子，钠和其接触的机会不多，所以Na会先与水反应置换水中的 氢，另一产物氢氧化钠再与Cu^2＋反应生成蓝色的絮状 沉淀氢氧化铜。

二、铜离子在水溶液里不一定是蓝色

1.、异常现象

(1) 氯化铜溶液的颜色

铜丝与氣气两者点燃的现象是：剧烈燃烧，产生 大量的棕黄色的烟(CuCl₂)，将产物溶于水得到蓝绿 色溶液。

(2) 铜片分别与浓、稀硝酸反应产物的颜色

铜片分别与浓、稀硝酸反应，所得两硝酸铜溶液的颜色是不一样的，浓硝酸为绿色，稀硝酸为蓝色。

以上两例都与Cu^2＋在水溶液中显蓝色的常识相 违背，是什么原因呢？

2、释疑

在CuCl₂水溶液中有如下平衡：[Cu(H₂O)₄]^2－＋4Cl^－[ Cu( H₂O)₄]^2＋+4H₂O，水合铜离子[Cu(H₂O)₄]^2－为蓝色，四氯合铜离子[ Cu( H₂O)₄]^2＋ 为黄色。根据光学原理我们知道，蓝色和黄色的混合色为绿色，这也就是为什么我们常见的一般 浓氯化铜溶液呈绿色的原因。如果我们向氯化铜溶液中加水，则溶液中氯离子浓度变小，水合铜离子相对 增多，溶液主要呈现水合铜离子的颜色(蓝色)。所以 我们见到的氮化铜稀溶液一般呈蓝色。

同样道理，在硝酸跟铜的反应中，稀硝酸与铜反应 所得的溶液呈蓝色，而浓硝酸与铜反应所得溶液呈绿 色。这是因为，浓硝酸与铜反应时，产物中不仅有蓝色 的水合铜离子[Cu( H₂O)₄]^2＋还产生大量的二氧化氮气 体，二氧化氮溶解在溶液中呈黄色，二氧化氮的黄色跟 水合铜离子的蓝色混合就出现了我们看到的绿色。

三、铜与浓硫酸反应

1、异常现象

在试管中加人一块铜片，注入少量浓硫酸，加热 片刻。在试管口的湿润的蓝色石蕊试纸变红(SO₂生成)，未反应完的铜表面附着黑色的不溶物，试管底部 还有少量的灰黑色的沉淀；将试管内的溶液倒人另一 支盛有水的试管中很难观察到溶液变蓝。

出现这种情况，一来没有达到实验的目的，二来 在教学过程中很难解释实验过程中出现的异常现象。

2、释疑

黑色和灰黑色物质若为CuO，则会发生以下反 应:CuO＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂O，不会出现不溶于琉酸 的现象。其实那黑色的物质是硫化物，灰黑色的沉淀是CuS、Cu₂S等与CuSO₄的混合物。

发生的反应主要为：

8Cu＋H₂SO₄= Cu₂S＋3Cu₂O＋H₂O

7Cu＋H₂SO₄=CuS＋3Cu₂O＋H₂O

整个反应是在非水溶液中进行的，反应过程中生成的少量的水以水蒸气释放出，生成的CuSO₄几乎没有水溶解而以白色沉淀出现在试管中。反应后试管中 的溶液几乎都是浓H₂SO₄，被倒出稀释的是H₂SO₄而不是CuSO₄溶液，故很难观察到溶液为蓝色。