Question

加热新制的Cu(OH) 2 悬浊液时 ,始终未出现变黑的现象，为什么？

加热新制的Cu(OH) 2 至 80℃时应该就可以使其脱水生成黑色的CuO ,但是在制备CuO的实验 (《全日制普通高级中学教科书　化学　第一册》学生实验一 )中部分同学加热Cu(OH) 2 的悬浊液时 ,始终未出现变黑的现象 ,甚至水蒸干后 ,蓝色固体也不变黑。这是为什么呢 ?

Answer 1

所加NaOH溶液的量不足！
以下是我们的实验过程及解答：首先，我们发现不同实验组中，加热不变黑的悬浊液要比加热变黑的悬浊液体积大，不同实验组所取的胆矾都是5克，溶剂水也都是30毫升，所加NaOH溶液的质量分数也都是相同的。悬浊液体积大的，说明所加NaOH溶液多；悬浊液体积小的，说明所加NaOH溶液少。因此，我们初步判断：悬浊液加热不变黑的原因可能是所加NaOH溶液的量不足。为了证明这个判断，我们进行了下面的实验：
取0.2mol/L的CuSO4溶液30ml置于蒸发皿中加热沸腾，慢慢滴入2mol/L的NaOH溶液（保持微沸，不断搅拌），一开始就产生淡蓝色沉淀，但蓝色沉淀不变黑，当滴加约3mlNaOH溶液时，蓝色沉淀开始变黑，当滴加约6ml时，蓝色沉淀全部变黑，通过这个实验证明我们的判断是正确的。
那么开始滴加NaOH溶液产生的淡蓝色沉淀是不是Cu(OH)2呢？为什么加热不变黑呢?我们又进行了这样的实验：取0.2mol/L的CuSO4溶液30ml，慢慢加入3ml，2mol/L的NaOH溶液，边加边搅拌，用滤纸将产生的淡蓝色沉淀过滤，观察滤液为无色，在滤液中滴加NaOH溶液无蓝色沉淀，说明Cu2+全部转化为淡蓝色沉淀，又将沉淀用蒸馏水反复洗涤后一部分转移至烧杯中加盐酸，结果沉淀全部溶解成蓝色溶液，再加BaCl2溶液出现大量白色沉淀，说明原蓝色沉淀是硫酸盐，据此我们认定生成的淡蓝色沉淀是碱式硫酸铜Cu2(OH)2SO4，而不是Cu(OH)2，反应方程式为：
2CuSO4+2NaOH=Cu2(OH)2SO4↓+Na2SO4
我们又将另一部分碱式硫酸铜放在马福炉中加热至600℃时蓝色固体才转化为黑色固体。通过实验和分析，我们认为，由于部分实验组的学生在CuSO4溶液中滴加NaOH溶液的量不足，生成了淡蓝色的Cu2(OH)2SO4沉淀，该物质分解成CuO的温度要比Cu(OH)2的分解温度高得多，所以出现了这部分实验组加热悬浊液不变黑的现象。继续加入足量的NaOH溶液，沉淀转化为Cu(OH)2，反应方程式为：Cu2(OH)2SO4+2NaOH=2
Cu(OH)2+
Na2SO4，这时将悬浊液加热，蓝色沉淀马上会变黑。