硫酸铜与大苏打的实验成果与疑问

           硫酸铜和硫代硫酸钠反应的研究过程

  

  在2020年我刚接触到这个实验，也是从别的up主的视频看到的，但他只是拍了现象没有写具体的原理。

  这个反应的现象我大概说一下，将过量的硫酸铜溶液与硫代硫酸钠溶液混合，溶液开始变成绿色，静置6个小时后硫开始慢慢析出这时烧杯壁和底部都有硫的析出，同时反应过程中会释放二氧化硫气体这就是初步的观察结果。那就会有人问道反应体系应该会有铜元素的存在，在观察过程中没见到有关于铜元素的化合物任何的特征呢，别着急这才是重点也是最麻烦的问题。

  我曾经拍过一期的视频就是这个反应产生的硫单质为什么点不着，给这个硫单质加热硫单质会迅速变黑这里并不是表面变黑，而是一块固体全部变黑没有看到硫燃烧产生独特的蓝色火焰，虽说有二氧化硫的气味但很少很少。

  我又拿三根试管分别做了一个实验，将这个绿色的溶液取2ml分别滴入三根试管，进行水浴加热通过实验证明在温度升高到50℃及以上溶液迅速变黑并没有看见硫单质的产生静置后试管中沉积着黑色的物质。在20℃-40℃水浴加热没有明显的现象。

  我对这个绿色溶液有两种猜想

1.是某种绿色的络合物，由于铜元素很容易与其他原子和原子团发生配位，亚铜离子络合没有绿色的但关于二价铜离子绿色络合就比较多比如硫酸铜与亚硝酸钠的络合就是绿色的，高铜就不用想了这个反应体系产生不了高铜。

2.是由于颜色的融合产生的绿色，这个体系中有二价铜离子还有硫单质，这个反应的硫都析出后剩下的液体是蓝色的硫酸铜，就好比那个四氯合铜络离子，氯化钠和硫酸铜的络合反应，混合后是绿色的溶液，但我们都知道四氯合铜络离子其实是黄色的，绿色的产生是因为四氯合铜络离子的黄色和四水合铜络离子的蓝色融合，黄色+蓝色=绿色。用这个例子来想这个反应硫单质是黄色的四水合铜络离子是蓝色的，那是不是也是黄色+蓝色=绿色。这个猜想我之前还是这么认为，直到昨天我在b站看到一个视频是高锰酸钾和硫代硫酸钠的反应虽然这个视频没有拍摄完整但能看到紫色褪去变成墨绿色的溶液。高锰酸钾肯定会被硫代硫酸钠还原成二价锰离子，二价锰离子是无色的体系中也没有蓝色的物质所以按照我第二个猜想应该是产生不出绿色的。

  这是我目前对这个绿色

溶液的研究，那我们抛开这个绿色溶液，我们来想想那个黑色物质到底是什么。

  这个体系中金属元素只有铜元素那么这个黑色物质肯定是铜的化合物，咱们现所学过的铜的化合物氧化铜，硫化铜，硫化亚铜，氧化亚铜。氧化亚铜（Cu2O）它是一种砖红色物质所以我们首先排除它，那就就剩下三种黑色的铜类化合物。

  我首先取了一些硫磺将它们加热成黑色物质，向这些黑色物质加入非氧化性酸溶液没有任何颜色，黑色沉淀也没有消失所以排除氧化铜（CuO）和硫化铜（CuS），随后我们又在非氧化性酸中滴入1ml3%的过氧化氢（H2O2）溶液变蓝色了，所以我们可以判断黑色的物质是硫化亚铜（Cu2S）。

  大学化学书中提供了这样的一个离子方程式

2Cu^2+ + 2S2O3^2- + 2H2O=Cu2S↓+S↓+ 2SO4^2- + 4H^+

这个方程式证明了我的猜想。

  我目前认为这个反应类似于双水解

S2O3^2- + 2H2O=（可逆）H2S2O3+2OH^-

H2S2O3=SO2↑+S↓+2H2O

Cu^2+ + 2H2O=（可逆）Cu（OH）2+2H^+

但我并不知道硫化亚铜是怎样产生的，以上就是我目前对这个实验的研究成果和疑问。

研究协会：BC化学研究协会

研究人：黄羿博