《化学》yzcwyh暖寒

5、铜氨之缘 材料：1.

　　材料：

　　1. 硫酸铜（\boldsymbol{CuSO_4}）

　　- 作用：提供\boldsymbol{Cu^{2+}}，作为络合反应核心金属离子源，与氨水反应生成铜氨络合物。

　　- 形态：常为五水硫酸铜晶体（\boldsymbol{CuSO_4·5H_2O}，蓝色晶体 ），也可用无水硫酸铜（白色粉末，需注意吸水性 ）。

　　- 用量参考：配置 0.2 - 0.5mol/L 溶液，10 - 50mL 实验体系下，约取 0.5 - 2.5g 五水硫酸铜（按需调整 ）。

　　2. 浓氨水（\boldsymbol{NH_3·H_2O}）

　　- 作用：提供 \boldsymbol{NH_3} 分子，与 \boldsymbol{Cu^{2+}} 逐步反应，先沉淀后溶解形成 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 络离子。

　　- 浓度：实验室常用 25% - 28%（质量分数 ），具有强刺激性、挥发性。

　　- 用量参考：与硫酸铜溶液体积比约 1:3 - 1:5（需过量使沉淀溶解，具体依浓度调整 ）。

　　辅助试剂（性质探究用 ）：

　　1. 稀硫酸（\boldsymbol{H_2SO_4}）

　　- 作用：用于破坏络合平衡（\boldsymbol{H^+} 与 \boldsymbol{NH_3} 结合为 \boldsymbol{NH_4^+} ），使 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 解离，观察溶液褪色/沉淀现象。

　　- 浓度：3 - 5mol/L（可通过浓硫酸稀释，如 1:9 体积比稀释 98% 浓硫酸 ）。

　　- 用量：逐滴加入，至现象明显（约 2 - 5mL ，依体系调整 ）。

　　2. 氢氧化钠（\boldsymbol{NaOH}）

　　- 作用：验证络合后溶液中游离 \boldsymbol{Cu^{2+}} 极少，对比 “加碱是否沉淀”，凸显络合物稳定性。

　　- 形态：固体或 2 - 5mol/L 溶液（配置时注意溶解放热 ）。

　　- 用量：1 - 3mL 溶液或少量固体（逐滴/逐勺加入观察 ）。

　　3. 硫化钠（\boldsymbol{Na_2S}）

　　- 作用：利用 \boldsymbol{CuS} 极低溶解度，使 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 强制解离，生成黑色 \boldsymbol{CuS} 沉淀，验证络合物动态平衡。

　　- 形态：常为固体（\boldsymbol{Na_2S·9H_2O} 水合晶体 ），易潮解、水解显碱性。

　　- 用量：少量固体（如绿豆大小 ）或 0.1 - 0.5mol/L 溶液（1 - 3mL ）。

　　4. 95% 乙醇

　　- 作用：降低 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]SO_4} 溶解度，促使络合物晶体析出，观察深蓝色针状/片状晶体。

　　- 形态：分析纯乙醇，易燃、易挥发。

　　- 用量：与铜氨溶液等体积或 1:1 加入（如 5mL 溶液 + 5mL 乙醇 ）。

　　仪器与耗材：

　　1. 基础玻璃仪器

　　- 烧杯（50 - 100mL ）：用于配置溶液、容纳反应体系。

　　- 试管（10 - 15mL ）：分样进行性质探究（如加酸、加碱、加热等 ）。

　　- 滴管/移液管：精准滴加氨水、辅助试剂（控制反应速率 ）。

　　- 玻璃棒：搅拌加速溶解、混合，使反应均匀。

　　2. 加热与防护用具

　　- 酒精灯/电热套：加热铜氨溶液（探究热稳定性 ），注意控温（避免暴沸、过度分解 ）。

　　- 石棉网（搭配烧杯加热用 ）：使烧杯受热均匀，防止局部过热。

　　- 护目镜、橡胶手套：防护氨水刺激性、试剂腐蚀性（必备！ ）。

　　3. 其他耗材

　　- 滤纸、漏斗（可选 ）：若需分离晶体（如乙醇析出后过滤 ），用于固液分离。

　　- 注射器（可选 ）：若做 “铜氨纤维” 演示，吸取粘稠液体制备丝线（需专业指导 ）。
　　（二）操作与现象

　　1. 铜氨络合物制备

　　- 在烧杯中配 10mL 0.2mol/L 硫酸铜溶液（约 0.5g 硫酸铜晶体 + 10mL 水 ），逐滴加浓氨水 →先出现浅蓝色沉淀（碱式硫酸铜/氢氧化铜 ），继续滴加氨水至沉淀完全溶解 →溶液变为深蓝色（含 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} ）。

　　2. 性质探究（分试管检验 ）

　　- 加酸（如稀硫酸 ）：取深蓝色溶液于试管，滴加稀硫酸 →溶液从深蓝色变回浅蓝色（\boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 与酸反应，氨分子被质子化，络离子解离，释放 \boldsymbol{Cu^{2+}} ）。

　　- 加碱（如 NaOH 溶液 ）：取溶液滴加 NaOH 溶液 →无明显沉淀（因 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 稳定，溶液中游离 \boldsymbol{Cu^{2+}} 极少，无法形成氢氧化铜沉淀 ）。

　　- 加热：取溶液加热至沸 →先析出浅蓝色沉淀（络离子受热分解，释放 \boldsymbol{Cu^{2+}} 与 \boldsymbol{OH^-} 结合 ），继续加热 →沉淀变黑色（氢氧化铜分解为氧化铜 \boldsymbol{CuO} ）。

　　- 加硫化钠：取溶液加 \boldsymbol{Na_2S} 溶液 →出现黑色硫化铜沉淀（\boldsymbol{CuS} 溶解度极小，优先于络离子解离，直接与 \boldsymbol{S^{2-}} 结合 ）。

　　- 加乙醇：取溶液加等体积 95% 乙醇 →溶液变浑浊，静置后析出深蓝色晶体（硫酸四氨合铜 \boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]SO_4·H_2O} ，因络合物在乙醇中溶解度降低 ）。

　　拓展玩法：从溶液到 “蓝绸/纤维” 的浪漫：

　　除了基础络合物实验，还能延伸出 “铜氨纤维” 制作（需谨慎操作，建议专业环境 ），原理是：纤维素（如脱脂棉 ）可溶于铜氨溶液（\boldsymbol{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} 破坏纤维素大分子结构 ），形成粘稠溶液；将其挤入酸液（如稀硫酸 ），铜氨络合物与酸反应，纤维素重新析出成丝，即铜氨纤维（类似丝绸质感，常用于高档纺织 ）。

　　操作简化版（演示级 ）：

　　- 向浓氨水 + 碱式碳酸铜的混合液中，加入少量脱脂棉 →棉花溶解成蓝色粘液；

　　- 用注射器吸取粘液，缓慢挤入稀硫酸液面下 →蓝色丝线析出，呈现 “水中抽丝” 的浪漫效果（注意：氨水、酸液有腐蚀性，需严格防护 ）。

　　安全与注意事项：

　　- 氨水有刺激性气味，需在通风良好处操作，避免吸入；若接触皮肤/眼睛，立即用大量清水冲洗。

　　- 铜氨络合物实验虽基础，但涉及化学品，需严格遵守实验室规范（如戴护目镜、手套 ）；儿童/新手建议在专业人士指导下进行。