<h3></h3><h3 style="text-align: center;">你知道堿式硫酸銅嗎</h3><h3 style="text-align: center;">不是堿式碳酸銅</h3><h3 style="text-align: center;">當(dāng)獲得堿式硫酸銅后</h3><h3 style="text-align: center;">往混合溶液中滴加氫氧化鈉溶液</h3><h3 style="text-align: center;">預(yù)期將堿式硫酸銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅</h3><h3 style="text-align: center;">但是</h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">出現(xiàn)黑色物質(zhì)</font></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">重復(fù)實(shí)驗(yàn)</h3><h3 style="text-align: center;">左邊是堿式硫酸銅</h3><h3 style="text-align: center;">右邊滴加氫氧化鈉溶液</h3><h3 style="text-align: center;">堿式硫酸銅如何獲得可以查閱文獻(xiàn)</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">我研究的一般套路</h3><h3 style="text-align: center;">說(shuō)得好聽(tīng)一點(diǎn)</h3><h3 style="text-align: center;">研究模型</h3><h3 style="text-align: center;">模型認(rèn)知</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">建構(gòu)模型</h3><h3 style="text-align: center;">模型匹配</h3><h3 style="text-align: center;">模型修正</h3><h3 style="text-align: center;">應(yīng)用模型</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: left;">筆者在近幾年通過(guò)對(duì)一些高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索[已逐漸形成研究一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知模型，針對(duì)一個(gè)看似簡(jiǎn)單的教材中的實(shí)驗(yàn)，摸索出一條基于證據(jù)推理與模型認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)研究方案，提出了基于熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)研究化學(xué)問(wèn)題的一般模型認(rèn)知，如圖。</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">有關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">氫氧化銅固體分解，高溫自發(fā)</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">沉淀反應(yīng)</h3><h3 style="text-align: center;">任意溫度自發(fā)</h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">活化能幾乎為0</font></h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">氫氧化銅溶液分解</h3><h3 style="text-align: center;">任意溫度自發(fā)</h3><h3 style="text-align: center;">活化能可能較高</h3> <h3>以上熱力學(xué)有關(guān)計(jì)算是建立在各種離子濃度(活度)為1M的基礎(chǔ)之上的</h3><h3>顯然，含有銅離子和氫氧根離子的體系中，首先發(fā)生的是沉淀反應(yīng)，這一沉淀可能是氫氧化銅，也可以是堿式硫酸銅，當(dāng)然，當(dāng)堿性很強(qiáng)時(shí)，也可以得到四羥基合銅酸鈉溶液。</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">為什么</h3><h3 style="text-align: center;">簡(jiǎn)而言之——銅離子與氫氧根離子比氫氧化銅的能量高得多</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: left;">比較固體氫氧化銅分解與溶液中的氫氧化銅的分解，其機(jī)理肯定不同</h3><h3 style="text-align: left;">前者主要通過(guò)克服“晶格能”轉(zhuǎn)化為氧化銅和水；后者的反應(yīng)機(jī)理是怎樣，面前為止查閱不到相關(guān)文獻(xiàn)，也無(wú)法提出動(dòng)力學(xué)機(jī)理，實(shí)驗(yàn)證明更是難上加難，這實(shí)際上也是化學(xué)研究中最困難的地方。</h3><h3 style="text-align: left;"><br></h3> <h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證</font></h3><h3>[實(shí)驗(yàn)]取2支試管，分別編為1號(hào)和2號(hào)。向1號(hào)中加入20滴0.1M的硫酸銅溶液，再加入12滴0.2M的NaOH溶液，振蕩后靜置。向2號(hào)試管中加入20滴0.1M的硫酸銅溶液，再加入50滴0.2 M的NaOH溶液，振蕩后靜置。兩個(gè)試管中，上部都是無(wú)色液體，下部都是沉淀。1號(hào)中沉淀為淺藍(lán)色（可能就是堿式硫酸銅）2號(hào)中沉淀為藍(lán)色。1號(hào)試管放置幾十天（塞緊試管口，以防水分蒸發(fā)）也不變黑2號(hào)試管放置1小時(shí)后，藍(lán)色沉淀中出現(xiàn)了黑色，而且黑色越來(lái)越深。 </h3> <h3></h3><h3 style="text-align: left;">乙醛與新制的堿性的氫氧化銅溶液的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，常出現(xiàn)變黑的現(xiàn)象，現(xiàn)在你知道為什么了嗎？</h3><h3 style="text-align: left;">顯然是因?yàn)闇囟鹊纳哂欣芤褐袣溲趸~的分解</h3> <h3>后續(xù)實(shí)驗(yàn)還表明：絳藍(lán)色的四羥基合銅酸鈉溶液能比較穩(wěn)定存在，但放置數(shù)周或數(shù)月，溶液還是能轉(zhuǎn)化為氧化銅。</h3><h3>實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：含有銅離子和氫氧根離子的溶液，能自發(fā)在常溫下獲得氧化銅，反應(yīng)的細(xì)節(jié)有待繼續(xù)討論研究。</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">胡亂猜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程</h3> <h3></h3><h3 style="text-align: center;">結(jié)論</h3><h3 style="text-align: left;">1.溶液中的氫氧化銅和堿式硫酸銅，后者難以分解</h3><h3 style="text-align: left;">2.在一定的堿性范圍內(nèi)，兩者都能分解且分解速率都能提高</h3><h3 style="text-align: left;">3.猜測(cè)1：氫氧根離子也許是溶液中氫氧化銅分解的催化劑</h3><h3 style="text-align: left;">4.猜測(cè)2：堿式硫酸銅中加氫氧化鈉溶液可以轉(zhuǎn)化為氫氧化銅，然后氫氧化銅分解</h3><h3 style="text-align: left;">5.猜測(cè)3：堿性足夠強(qiáng)，則銅離子轉(zhuǎn)化為四羥基合銅離子，難以分解為氧化銅，但只是反應(yīng)速率顯著降低。</h3><h3>6.猜測(cè)4：銅離子濃度足夠小后，盡管有高濃度的氫氧根離子，但反應(yīng)速率也會(huì)顯著降低。</h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">歸根到底</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">我以為銅離子和氫氧根離子兩者的濃度大小</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">決定了得到氧化銅的速率</font></h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: left;"><br></h3><h3 style="text-align: center;"><br></h3>
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