〔点评〕从一般的经验来看,活泼的金属将置换不活泼的金属,而在本实验中,确用Cu置换出了Zn,为什么呢?本实验不仅是一个趣味性很强的实验,而且和强有力的说明的我们的所谓“规则”都是在“一定条件下”适用的,“条件”对于化学反应何等重要!
实验目的:
观察铜币表面经由银色变成黄金色,以说明氧化还原反应,固体-固体反应以及冶金。
实验原理:
1.氢氧化钠6M溶液的配法:NaOH(s)24g溶于水配成1L。
2.最初的反应系镀锌。锌与氢氧化钠反应产生锌酸钠Na2ZnO2,再经铜还原为金属锌,使铜币被覆一层锌,状似银色硬币,这是氧化还原反应。
3.将银色硬币在火焰中加热系冶金(固体与固体的反应)产生黄铜,使铜币呈现金色。
4.黄铜是Zn(18-40%)与Cu(82-60%)的合金,其颜色依成份而异。
5.将金色的硬币在火焰中再度加热,则铜币表层的锌成份逐渐减少,终至呈现铜色。若加热过久,则铜被氧化而失去光泽。
6.以棉花蘸湿的硝酸汞在铜币上磨擦,Hg2+即被Cu所取代,所得汞与铜产生汞齐呈银色,置于空气中,银色随时间而褪。
7.因不可任意变造货币,故宜改用铜片或铜线。
实验器材:蒸发皿、锌粉、氢氧化纳、硬币、镊子、本生灯、硝酸汞
实验步骤
1.以蒸发皿取锌粉约5克,加6N氢氧化钠溶液约10毫升。
2.加热蒸发皿至溶液几近沸腾。
3.最好使用新的铜币,若旧铜币,则事先将铜币置于稀盐酸(0.1M)或氨水(0.1M),以洗净铜币表面(或用沙纸擦净),经水洗后擦干。
4.以镊子夹干净铜币,置于锌粉的氢氧化钠热溶液中3-5分钟,铜币即被镀上一层锌,成为银色假币,取出后水洗擦干(不可太用力擦)。
5.以镊子夹银色硬币,放入酒精灯的火焰中,经3-5秒后,则见硬币的银色变成金色,从火焰中取出,用水冷却,仔细观察。
6.次以棉花蘸取少许已润湿的硝酸汞固体,在新的铜币上用力磨擦至铜币表面色变均匀后水洗,以卫生纸擦亮表面,即为银色硬币。
变造货币为法所不许,故应将由以上几个步骤所得金色铜币再度放入火焰加热片刻以复原。
来源:中国化学课程网
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