有关镁与硫酸铜溶液反应的实验探究.pdfVIP

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

有关镁与硫酸铜溶液反应的实验探究

广东仲元中学高一(2)班刘欢欢，高一（15）班陈丹，高一（20）班陈禹亨指导老师：曾国琼、董军

问题的提出:

某次在老师上课装试剂的篮子里找到了镁条，又看见瓶硫酸铜溶液，就想用镁条把硫酸铜里的铜置换出来吧。于是拧下

一小段镁条，打磨后放进试管，加了4滴管的硫酸铜溶液，每条表面失去光泽，同时有黑色固体在其表面析出，又有大量气

泡在镁条表面冒出，镁条悬浮在溶液中，周围溶液明显变浑浊，仔细观察使溶液浑浊的物质呈淡淡的蓝绿色，还有混有白色

的絮状物质。轻轻扇动试管口上空气，没有闻到气味。触摸试管壁，试管壁发热。

镁和硫酸铜溶液反应，生成物有铜，则固体应显红色。看着试管里的黑色固体，想起用铁丝和硝酸银反应时，看见的固

体也是黑色，老师解释：金属磨成很小的颗粒后颜色与块状的不一样。于是认为那黑色固体是铜。等反应过一段时间后，试

管中果真出现红色固体。

可反应生成的气体和那颜色奇怪的沉淀究竟是什么呢？沉淀与气体是偶然生成的，抑或是任意量镁条和任意浓度硫酸铜

溶液的反应都会出现这种现象？生成的物质又是什么呢？有待研究……..

猜想一：生成的气体为氢气

生成的气体会是什么呢？硫酸铜溶液中存在着大量的水分子，铜离子，硫酸根例子，那么也就是说有H，O,Cu，S这4种元

素，所以生成的气体可能为H2,O2，SO2，，但气体无味，可以排除掉SO2，反应后Cu是由原来的+2价降到了0价，Mg从

原来的0价升到了+2价，假若生成的气体为O2，O是由-2价升为0价，则肯定有一种元素降低化合价，没可能是Cu2+，因

为与Mg条反应的CuSO4溶液中就有大量的Cu2+存在，而Mg也不可能降价，所以生成的气体中没有O2，这样，派出了SO2

和O2，生成气体很可能是H2。

实验验证猜想一：

实验原理：利用氢气验纯时氢气发出的爆鸣声这一现象，来判断试管里的反应是否有氢气生成。

实验用品：酒精灯，试管，和“问题中提出的”CUSO4溶液，打磨过的镁条

实验步骤，现象，记录：

步骤现象

一、拧下同样长度的镁条于试管中无明显现象。（气体收集得不够多）

同样加入了滴管的CUSO4溶液，用大拇指用

力按住试管口，过一会放到酒精灯苗附近，

松开大拇指

二、再用大拇指用力按住试管口，延长按住隐约看到很淡的黄绿色火焰，但瞬间消失，

的时间，再把试管口移到酒精灯苗附近，耳边听到有刺耳的爆鸣声。

松开大拇指

结论：生成的气体为氢气。

（图为我们在打算怎样来收集氢气，想找中等大小试管来做，可找不到配套的胶塞，

用大试管的话，收集氢气又会不纯且速度慢。）

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（图为我们想来想去终于决定的氢气验纯方法，看起来挺危险，三个人都不太敢尝试，有点怕死。）

猜想二：附在镁条表面的蓝绿色混着少许白色的固体中含有CU元素。

为什么会有这样的猜想呢？固体的颜色呈浅蓝绿色，在开始学习化学至现在，我们三个人都只见过一种固体是浅蓝绿色的，

那就是铜锈--碱式硫酸铜，而这反映为Mg和硫酸铜反映，恰有Cu这元素，因而我们放胆认为这种浅蓝色固体中含有Cu元

素，且这种浅蓝绿色固体应该和碱式硫酸铜有相似之处。

实验验证猜想2：

实验用品：试管，稀盐酸

实验原理：因为碱式碳酸铜能够溶解于酸，而我们认为反应生成浅蓝绿色固体应该和碱式硫酸铜有相似之处，所以想往反应

后的镁条里加酸，看有无现象

实验步骤，现象，记录

步骤现象

用镊子将“问题的提出”中的反应后的镁条镁条表面覆盖了大量的浅蓝绿色固体，其中

取出观察还有点白和少量的黑色固体。

往试管中加入稀盐酸镁条表面浅蓝绿色固体消失，露出有金属光

泽的镁，且镁条表面冒出大量气泡，并有大

量红色固体在试管底部析出。等反应