氧化铜怎么变成氢氧化铜,不能直接和水反应,标准可行路径是先加稀强酸溶解氧化铜得到铜盐溶液,再滴加强碱溶液控制pH沉淀出氢氧化铜,该路线适合中学化学实验、少量实验室制备,不适合大规模工业量产,你要避开直接加水浸泡氧化铜的错误操作,氧化铜难溶于水,二者混合不会生成目标产物,常用酸选稀盐酸、稀硫酸,碱优先氢氧化钠,全程温度保持室温,加热容易让沉淀提前分解变黑。

氧化铜溶解制备铜盐溶液

取氧化铜固体放入烧杯,缓慢倒入稀硫酸,稀硫酸浓度控制在1mol/L左右,持续轻轻搅拌,固体逐步溶解,溶液会显现蓝色,这个反应生成硫酸铜和水。如果选用稀盐酸,产物是氯化铜,溶液偏黄绿色,两种酸都可以作为转化中间体,稀硫酸生成的硫酸铜杂质更少,沉淀产物纯度较为稳定。氧化铜固体不需要过量太多,酸略微过量即可,过量酸会消耗后续加入的碱,增加试剂用量。

静置,过滤。

过滤的作用是除去没有反应完全的黑色氧化铜残渣,得到澄清的铜盐滤液,浑浊滤液会让后续氢氧化铜沉淀混杂黑色杂质,降低成品纯净度。过滤选用普通定性滤纸,漏斗保持贴紧,过滤完成后收集全部蓝色滤液,丢弃滤渣,滤液温度维持室温,不要水浴加热升温,升温后的铜盐溶液加碱更容易生成碱式铜盐,不是纯净氢氧化铜。

铜盐溶液沉淀氢氧化铜

向澄清铜盐滤液里面逐滴滴加氢氧化钠溶液,边滴边搅拌,氢氧化钠浓度建议2mol/L,滴加过程观察变化,最先出现蓝色絮状沉淀就是氢氧化铜。不要一次性倒入大量浓碱,碱过量后氢氧化铜在浓强碱环境下会部分溶解,生成铜的络合物,沉淀体量减少,颜色变浅,难以收集固体产物。滴加到不再产生新沉淀就停止加碱,此时体系pH大致处于8到10区间。

转化试剂组合产物杂质情况操作难度沉淀稳定性
氧化铜+稀硫酸+氢氧化钠杂质较少低较为稳定
氧化铜+稀盐酸+氢氧化钠易混碱式氯化铜中容易变质
氧化铜直接加水(不推荐)无氢氧化铜生成低不发生反应

用减压抽滤或者普通过滤方式分离蓝色絮状沉淀,再用常温蒸馏水少量多次洗涤沉淀,洗掉吸附在沉淀表面的钠盐、多余酸或者多余碱。洗涤次数控制3至4次,每次加水后静置片刻再过滤,洗涤过度会造成氢氧化铜轻微分散流失,减少最终收获量。

氢氧化铜受热到80℃以上就容易分解,生成黑色氧化铜和水,得到的湿沉淀只能常温避光保存,不能烘干、暴晒,想要长期留存样品,只能密封浸泡在低温清水中,存放周期很短,几天内就可能出现发黑变质。

该方法的适用边界是仅限实验室小体量制备,单次固体投料建议不超过5g,没有防护条件、缺少酸碱防护器具的场景不能开展,强酸强碱存在腐蚀皮肤、溅伤眼部的风险,操作时需要护目镜、橡胶手套,废液不能直接排入下水道,要做酸碱中和之后再处置。

整套转化涉及两个独立化学反应,第一步是碱性氧化物和酸的复分解,第二步是铜盐和强碱的复分解,不存在一步直达的化学反应方程式,中学化学教材人教版九年级化学下册收录同类复分解反应逻辑,是课内常考转化题型。