钠投入硫酸铜液时的反应
钠与硫酸铜溶液反应产物的实验研究
钠与硫酸铜溶液反应产物的实验研究作者：丁伟孙安贵来源：《化学教学》2017年第08期摘要：精心设计了钠与微量硫酸铜溶液发牛化学反应的实验及产物研究，通过改变和控制实验条件等探究证实了该反应产物有红色固体物质铜、黑色氧化铜、砖红色的氧化亚铜和淡黄色的过氧化钠等物质。
关键词：钠；CuSO4溶液；产物研究；实验探究；实验设计文章编号：1005-6629（2017）8-0055-05中图分类号：G633.8文献标识码：B1问题的提出高中学生初学金属钠的性质时，会联想先前学习过的金属活动性顺序及其相互置换的规律：铁比铜活泼，所以铁从硫酸铜溶液中置换出了红色的固体铜，则据此推断：钠比铁更活泼，肯定能将硫酸铜溶液中的铜置换出来。
实际上，该实验通常是将绿豆粒大小的钠放人盛有硫酸铜溶液的大烧杯或水槽中，即刻便发生剧烈的化学反应，但是没有观察到红色固体铜析出而是析出了蓝色沉淀。
为什么事实与学生的推断不同呢？钠不能把硫酸铜中的铜置换出来吗？钠与硫酸铜溶液发生化学反应过程中会析出蓝色沉淀，一般认为是发生了如下的化学反应：钠先和水发生置换反应生成氢氧化钠和氢气，接着氢氧化钠和硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜和硫酸钠。
看似简单的一个问题，但是查阅文献发现，少量硫酸铜溶液和钠反应时，实验中可能会有铜生成。
硫酸铜溶液少量，钠过量时，对于是否有铜的生成，文献研究结果归纳总结为两种观点：（1）钠与过量的硫酸铜溶液反应产生的氢氧化铜受热分解生成氧化铜，氧化铜又被产生的氢气还原成铜。
（2）足量的钠直接置换出少量硫酸铜溶液中的铜。
2Na+CuSo4→Na2So4+Cu鉴于此，本研究设计并进行了一系列的化学试验，试图探究如下问题：（1）少量硫酸铜溶液与钠发生化学反应的产物是什么？（2）不同浓度硫酸铜溶液与钠发生化学反应的产物是否有所不同？（3）少量硫酸铜溶液与钠发生化学反应中，如果有铜生成，是否还有其他物质生成？2实验过程2.1实验设计为了探究不同浓度微量硫酸铜溶液与钠的化学反应产物，本实验设计如下：配制0.125%、0.25%、0.5%、1%、5%、10%、I5%和饱和的CuSO4溶液各lOOmL备用。
金属钠的有关化学方程式
金属钠的有关化学方程式1、钠在空气中放置4Na + O2 === 2Na2O2、钠在空气中点燃2Na + O2 ===== Na2O23、钠和硫反应2Na + S === Na2S4、钠和水反应2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑5、钠和硫酸铜溶液反应2Na + CuSO4 + 2H2O === Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑6、钠和乙醇反应2Na + 2CH3CH2OH 2CH3CH2ONa +H2↑7、氧化钠和水反应Na2O + H2O === 2NaOH8、氧化钠和二氧化碳反应Na2O + CO2 === Na2CO39、氧化钠和盐酸反应Na2O + 2HCl === 2NaCl + H2O10、过氧化钠和水反应2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2↑11、过氧化钠和二氧化碳反应2Na2O2 + 2CO2 === 2Na2CO3 + O212、过氧化钠和盐酸反应2Na2O2 + 4HCl === 4NaCl + 2H2O + O2↑13、碳酸氢钠受热分解2NaHCO3Na2CO3 + CO2↑+ H2O14、碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸Na2CO3 + HCl ==== NaCl + NaHCO3NaHCO3 + HCl === NaCl + CO2↑+H2O15、盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液Na2CO3 +2HCl === 2NaCl + CO2↑+H2O15、碳酸氢钠和盐酸反应NaHCO3 + HCl === NaCl + CO2↑+H2O16、碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应Na2CO3 + Ca(OH)2 === CaCO3 ↓+ 2NaOH17、碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液反应NaHCO3 + NaOH === Na2CO3 + H2O18、足量的碳酸氢钠溶液和氢氧化钙溶液反应2NaHCO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓+ Na2CO3 + 2H2O19、少量的碳酸氢钠溶液和氢氧化钙溶液反应NaHCO3 + Ca(OH)2 === CaCO3↓+ NaOH + H2O20、碳酸氢钠溶液和氯化钡溶液反应Na2CO3 + BaCl2 === BaCO3↓+ 2NaCl3、铁及其化合物 ①Fe 和过量稀HNO 3的反应：Fe ＋4H ＋＋NO －3===Fe 3＋＋NO↑＋2H 2O②Fe 高温下和水蒸气的反应：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2③Fe 2O 3和Al 的反应：Fe 2O 3＋Al=====高温2Fe ＋Al 2O 3④Fe 2O 3和CO 的反应：Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2⑤FeCl 3溶液和Cu 的反应：2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋⑥FeCl 3与KSC N 的反应：Fe 3＋＋3SCN －===Fe(SCN)3⑦向FeCl 2溶液中加入等物质的量的Na 2O 2：4Fe 2＋＋4Na 2O 2＋6H 2O===4Fe(OH)3↓＋8Na ＋＋O 2↑⑧向FeCl 2溶液中加入NaClO ：2Fe 2＋＋ClO －＋4OH －＋H 2O===2Fe(OH)3↓＋Cl －⑨Fe(OH)2长时间置于空气中：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3⑩Fe 3O 4和HCl 的反应：Fe 3O 4＋8H ＋===2Fe 3＋＋Fe 2＋＋4H 2O⑪Fe 3O 4和稀HNO 3的反应：3Fe 3O 4＋28H ＋＋NO －3===9Fe 3＋＋NO↑＋14H 2O⑫FeO 和HCl 的反应：FeO ＋2H ＋===Fe 2＋＋H 2O⑬FeO 和稀HNO 3的反应：3FeO ＋10H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋5H 2O⑭Fe(O H)2和HCl 的反应：Fe(OH)2＋2H ＋===Fe 2＋＋2H 2O⑮Fe(OH)2和稀HNO 3的反应：3Fe(OH)2＋10H ＋＋NO －3===3Fe 3＋＋NO↑＋8H 2O⑯Fe(OH)3和HI 的反应：2Fe(OH)3＋6H ＋＋2I －===2Fe 2＋＋I 2＋6H 2O⑰FeBr 2和少量Cl 2的反应：2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －⑱FeBr 2和Cl 2等物质的量反应：2Fe 2＋＋2Br －＋2Cl 2===2Fe 3＋＋Br 2＋4Cl －⑲FeBr2和过量Cl2的反应：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－钠及其化合物方程式测试一、按要求答题1、钠在空气中缓慢氧化的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________ 2、钠在空气中点燃的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________ 3、钠与硫混合研磨的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 4、钠在氯气中燃烧的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 5、钠与水反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 6、钠与盐酸反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 7、少量钠投入硫酸铜溶液的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 8、钠在高温下与熔融态的TiCl4反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 9、氧化钠与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________ 10、过氧化钠与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________ 11、氧化钠与盐酸反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 12、过氧化钠与CO2反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 13、少量盐酸滴入Na2CO3溶液的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 14、少量盐酸滴入NaHCO3溶液的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 15、NaHCO3溶液受热分解的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________ 16、将CO2通入饱和Na2CO3溶液的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________ 17、将过量CO2通入澄清石灰水的离子反应方程式：________________________________________________________________________________________________ 18、少量Ba(OH)2溶液滴入NaHCO3溶液的离子方程式：______________________________________________________________________________________________ 19、向Ca(OH)2溶液中滴入过量Ca(HCO3)2溶液的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________ 20、将0.2 mol CO2通入300 mL 1mol/L的NaOH溶液中的离子反应方程式：________________________________________________________________________________________________二、完成下列离子方程式①Na和H2O的反应______________________________________________________________________________________________②Na和CH3COOH的反应______________________________________________________________________________________________③Na2O2和H2O的反应______________________________________________________________________________________________④NaH和水的反应______________________________________________________________________________________________⑤向NaOH溶液中通入过量CO2______________________________________________________________________________________________⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合______________________________________________________________________________________________⑦向Na2CO3溶液中通入过量CO2______________________________________________________________________________________________⑧将Na2CO3和Ca(HCO3)2混合______________________________________________________________________________________________⑨将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合______________________________________________________________________________________________⑩将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合______________________________________________________________________________________________⑪将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合______________________________________________________________________________________________⑫向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2气体______________________________________________________________________________________________。
钠与硫酸铜溶液反应的实验设计
%" 放 入 的 钠 粒 不 易 过 大 且 要 除 去 表 面 的 氧 化 层。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
滴入&滴稀硫酸，大约’()*后，在两 侧 支 管 的 上 方 有淡黄色的单质硫析出。
!"比较+,!-.#和+,/-.#与盐酸反应的速度。 用 0型 管 设 计 如 图 1 所 示 的 装 置 ，可 以 直 观 地 比 较 +,!-.# 和 +,/-.# 与盐酸反应的速度。 实 验 时 ，同 时 挤 压 胶 头 滴 管 ，向+,!-.#和 +,/-.#粉 末 中 滴 加 相 同 浓 度 的 稀 盐 酸 ，可 以 看 到+,/-.#与 盐 酸 反 应 的 速 度 明 显 要 快 一 些 ，
由于金属钠的密度介于煤油和 硫 酸 铜 溶 液 之 间 。因 此 ，金 属 钠 在 煤 油和硫酸铜溶液界面处与硫酸铜溶 液中的水剧烈反应，生成的氢气把 金 属 钠 推 回 煤 油 中 ，钠 与 水 的 反 应 被 暂 时 终 止 。 随后，金属钠在重力的作用下又再次与硫酸铜 溶 液 接 触 并 剧 烈 反 应 。这 样 ，金属 钠 在 煤 油 中 上 下浮动，反应忽起忽停，缓和了反应的剧烈程 度 ，使 生 成 的 热 量 得 以 扩 散 ，让 生 成 的 氢 氧 化 钠 与硫酸铜反应产生的氢氧化铜蓝色絮状沉淀不 被分解。
’ 实验用品
钠 ，!:硫 酸 铜 溶 液 ，煤 油 ，试 管 ，胶 头 滴 管 ，镊 子，小刀，滤纸，玻璃片。
! 实验步骤
#"在盛硫酸 铜 溶 液 的 试 管 中 ， 加 入 煤 油 （如 图 ’ 所 示 ）。
氢氧化钠溶液中加入硫酸铜溶液的现象
氢氧化钠溶液中加入硫酸铜溶液的现象
当氢氧化钠溶液中加入硫酸铜溶液时，会发生如下现象：
1. 氢氧化钠溶液中的钠离子与硫酸铜溶液中的铜离子发生置换反应，生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠溶液。
2. 氢氧化铜沉淀呈现深蓝色，这是由于铜离子的存在而导致的。
3. 反应过程中会产生气体，这是由于钠离子和硫酸根离子的中和反应产生的二氧化硫气体。
总结：加入硫酸铜溶液会导致氢氧化钠溶液中的钠离子与硫酸铜中的铜离子发生置换反应，生成深蓝色的氢氧化铜沉淀，并放出二氧化硫气体。
钠与硫酸铜溶液反应产物的实验研究
（ ２ ） 足量 的钠 直接置换 出少 量硫 酸铜溶液 中
的铜。
２ Ｎａ ＋ Ｃ ｕ Ｓ Ｏ４ ＿ ＋Ｎａ ２ Ｓ Ｏ４ ＋ Ｃｕ
化 学教 学 ２ ０１ ７年 第 ８期
实 验 研 究
２ ． ２ 实验 步骤
Ｏ ． ５ ％、 ｌ ％、 ５ ％、 １ ０ ％、 １ ５ ％ 和饱和的 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ 溶液与 ｌ 小片钠 （ 约两 个绿 豆大小 ） 进 行化学 反应， 实验
于硫 酸铜溶液 中的水与钠 的化 学反应会放 出大量
气还原成铜 。
２ Ｎ ａ ＋ ２ Ｈ ２ ０￣ ２ Ｎ ａ Ｏ Ｈ ＋ Ｈ ２ Ｔ
２ Ｎ ａ Ｏ Ｈ＋ Ｃ ｕ Ｓ Ｏ ４ 一 Ｃ ｕ （ Ｏ Ｈ ） ２ ＋ Ｎ ａ ２ Ｓ Ｏ ４
Ｃ ｕ （ Ｏ Ｈ） ２ — Ｃ ｕ Ｏ ＋ Ｈ２ Ｏ
实 验 研 究
钠 与硫 酸 铜 溶液 反 应产 物 的实验研 究
丁 伟 ，孙安贵
（ 华 东师 范大学教 师教 育学院 ，上 海 ２ ０ ０ ０ ６ ２ ）
摘要 ： 精心设 计了钠 与微 量硫 酸铜溶液发 生化学反应 的实验及 产物研究 ， 通过改变 和控制实验条件等 探究证实 了该反应
产物有红色固体 物质铜 、 黑色氧化铜、 砖 红色 的氧化亚铜和淡黄色的过氧化钠 等物质。
（ ２ ） 不 同浓度硫 酸铜溶液与钠发 生化学反应 的产物是否有所不同？
高中学生初学金属钠 的性质时， 会联想先前学 验 ， 试 图探究如下 问题 ：
习过 的金 属活动性 顺 序及 其相互 置换 的规律 ： 铁
比铜活泼 ， 所 以铁从硫 酸铜溶液 中置换 出了红色 的 固体铜 ， 则据此 推断 ： 钠 比铁更 活泼， 肯定 能将 硫
钠与硫酸铜溶液反应的猜想
猜想 一 ：硫酸 铜 溶液 中 ，Ｈ 与钠 的接触 面 积大 钠是一种非 常活泼 的金属 ， 能在常温下 和水 反应 ， 把 水中 的Ｈ 还原为氢气 ， 水 中的 Ｈ 很少， 常温下 ， 浓度为 １ ０ 一 ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 这 么小 的离子 浓度 ，钠都 能和 它反 应 ， 而且 很剧 烈 ， 这 足 以 说 明钠具 有很 强 的还原 性 ， 能 和很 多弱 氧化剂 反应 。 鉴 于钠 这样 的化学性质 ，自然就会涉及到钠与硫酸铜溶液的反应 ， 因为硫 酸铜 溶液 中既有水 电离 的 Ｈ （ 溶液 中的 Ｈ 浓度 要 比 纯 水 中的 Ｈ 浓 度大很 多 ，原 因是 ｃ ｕ ２ 水解 产 生 的 ） ，又有 氧 化性 比 Ｈ 强的 Ｃ ｕ ｚ ＋ ， 按 理说 ， 钠 应先 和 Ｃ ｕ 反应 ，如果
学园 ｌ Ｘ Ｕ Ｅ Ｙ Ｕ Ａ Ｎ
２ ０ １ ３年 Байду номын сангаас ２ ５期
钠 与硫 酸铜溶 液反应 的猜想
王海 霞 辽 宁省桓仁县 第一 中学
【 摘 要】 关于金属钠与硫酸铜溶液反应， 在高中阶段教材和其他一些教学参考资料上都说是钠先和硫酸铜溶液中的水反应， 然后生成的氢氧化钠再与硫酸铜溶液发生复分解反应。但是笔者通过一些实验发现 了 钠与硫酸铜溶液的反应并不是如上所说的现 象，另外对于铜、氧化铜、氧化亚铜这些物质的生成，笔者也作了一些猜想，并做了一些实验，希望能给同行以参考。 【 关键词 】 钠 硫酸铜溶液 化学反应
钠有剩余再和水 中的 Ｈ 反应 ，为了验证钠与硫酸铜溶液的 反应 ，笔 者做 了 ８ 个实 验 。 实验 １ ：向浓度为 ５ ％的稀硫酸铜溶液 中加入金属钠 ， 开始时，钠浮在溶液表面 ， 熔成闪亮的小球 ，四处游动，发 出咝咝声 ， 溶液中有蓝色沉淀生成 ， 反应后加入浓氢氧化钠 溶液 ，沉淀消失 ，形成蓝色溶液。 实验 ２ ：向浓度 为 ２ ０ ％的硫 酸 铜溶 液 中加入 金属 钠 ， 现 象 与实 验 １ 开始 时一 样 ， 只是 比实 验 １ 剧烈 ， 后加 入 浓氢 氧 化 钠溶 液 ，沉淀 消失 ，形 成蓝 色溶 液 。 实验 ３ ：向硫 酸铜 饱 和溶液 中加入 金属钠 ， 钠 浮 在溶 液 表面 ， 燃烧 ， 发 出黄光 ， 溶 液 中有蓝 色和 黑色 沉淀 生成 ，加 入浓氢氧化钠溶液后 ，蓝色沉淀消失 ，黑色沉淀依然存在 ， 过滤后 ， 在滤纸上有黑色和少量棕黄色的固体出现 。向沉淀 中加 入稀 硫酸 后 ，有红 色金 属生 成 。 从实验 ｌ可以看出，钠是和水反应生成了 Ｎａ Ｏ Ｈ后 ， Ｎａ Ｏ Ｈ再 和 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ 溶 液发 生 复分解 反 应 。 通 过这 个实 验 ， 氧 化性 弱 的 Ｈ 占据 了反 应 的优 势 ，笔 者 的猜想 是 ：在硫 酸铜 稀溶 液 中 ，水 很 多 ，当然 Ｈ 的量就 多 ，于是 钠先 和水 中的 Ｈ 反应 ，而不 能及 时和 氧化 性稍 强 的 Ｃ ｕ 反应 。 从以上三组实验可 以看出 ，稀硫酸铜溶液是钠先和水 反 应 ，然 后 再发 生 Ｎ ａ Ｏ Ｈ与 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ 的复 分解 反应 ，换 成 浓 溶液后 ，依 然是钠先和水反应 ，只是反应放 出的热量 明显 比稀溶液多 ， 高温下 ，可以使生成 的 ｃ ｕ（ Ｏ Ｈ） 分解 （ ｃ ｕ （ Ｏ Ｈ） ２ 分解温度为 ８ ０ ％ ）生成氧化铜 ，氧化铜在高温 下 能 生成 氧 化 亚铜 。氧 化 亚铜 在 遇 到 稀硫 酸 时 ，发生 反 应 生成 Ｃ ｕ和 Ｃ ｕ 。 猜 想二 ：硫 酸 铜溶 液 中 ，［ Ｃ ｕ（ Ｈ ２ Ｏ） ］ 移 动太 慢 ， 失去 了与钠 发生 反应 的机 会
钠投入cuso4溶液离子方程式
钠投入CuSO4溶液离子方程式是一种化学反应方程式，表示钠金属与硫酸铜溶液发生反应的过程。
这种化学反应在实验室中具有一定的重要性，因此我们有必要深入了解这一反应的机理与原理。
1. 反应涉及的物质1.1 钠金属（Na）钠是一种活泼的金属元素，可在自然界中以氧化物或氯化物的形式存在。
在实验室中，通常使用纯度较高的钠金属进行实验。
1.2 硫酸铜溶液（CuSO4）硫酸铜是一种重要的无机化合物，可溶于水形成蓝色的溶液。
在实验室中，通常使用溶解度适中的硫酸铜溶液进行试验。
2. 反应的基本过程当钠金属投入硫酸铜溶液中时，会发生以下化学反应：Na + CuSO4 → Na2SO4 + Cu3. 反应的离子方程式在溶液中，化学物质往往以离子的形式存在。
钠金属与硫酸铜溶液发生的离子反应可以表示为以下离子方程式：Na + Cu2+ + SO42- → Na+ + SO42- + Cu4. 反应机理的解析4.1 氧化还原反应在上述离子方程式中，钠金属失去了电子，被氧化为钠离子（Na+）；而硫酸铜中的Cu2+离子接受了钠金属失去的电子，被还原为Cu金属。
这是一种典型的氧化还原反应。
4.2 反应产物在这一反应中，钠金属与硫酸铜溶液发生化学反应，生成了钠离子、硫酸根离子和金属铜。
这些产物在溶液中以离子的形式存在。
5. 实验应用这种反应体现了金属活性的差异，钠金属比铜金属更为活泼，在适当的条件下可以发生置换反应。
通过这一实验，可以加深对金属活性规律的理解。
通过以上分析，我们对钠投入CuSO4溶液离子方程式有了深入的了解。
这种反应不仅有实验应用的意义，同时也有助于加深对离子反应的理解。
在今后的化学学习和实验中，我们将更加关注金属活性和氧化还原反应的相关知识，为深入探索化学世界打下坚实的基础。
钠投入CuSO4溶液反应，是一种典型的置换反应，也是氧化还原反应的一个具体实例。
当钠金属投入硫酸铜溶液中时，钠的原子会与铜的二价离子发生置换反应，从而生成钠的离子和金属铜。
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将少量的钠投入硫酸铜溶液 中，钠能否将铜置换出来？预
测反应现象?
猜想与假设
设计与验证
1、实验用品：
镊子、刀、烧杯、玻璃片、金属钠、硫酸铜溶液、滤 纸
2、实验步骤：
在烧杯中加入适量的硫酸铜溶液，将一小块钠放入 硫酸铜溶液中，观察实验现象并做记录。
NaOH在溶液中同样也发生电离（NaOH = Na+ + OH-）， 最后溶液中的Cu2+与OH-相结合，生成沉淀Cu(OH)2
得出结论
凡是活泼的金属（K、Ca、Na等），在水 溶液中与其它的盐（如：CuSO4）发生反应， 实质上这些金属优先与水发生反应，生成物才 可能与其它的盐发生反应，这些金属不能将其 它不活泼金属从盐溶液中置换。
练习与反思
1、练习：将一小块钠投入氯化铁溶液中的离子 方程式。
2Na+2H2O == 2NaOH+H2 FeCl3+3NaOH == Fe(OH)3 + 3NaCl 6Na+6H2O +2Fe3+ == Fe(OH)3 + 6Na++3H2
2、总结探究性实验的一般步骤 提出问题→ 猜测与假设→设计与验证→得 出结论→反思与迁移
实验现象
钠与硫酸铜溶液 反应的实验现象：
浮 熔
游
响
蓝色沉淀
原来溶液由透明变成 了浑浊！！！！
思考与交流
实验原理：
CuSO4在水溶液中发生电离（CuSO4=Cu2+ + SO4 2- ）， 在溶液中形成水合铜离子和水合硫酸根离子，由于水分子包围在 Cu2+表面，且与钠反应剧烈，因此钠与水先发生反应，生成 NaOH。
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钠投入硫酸铜液时的反应
铜离子比氢离子的氧化性强（还原电位 E Cu 2+ /Cu = 0.34V, E H + /H
2 = 0.00V ），当钠投入硫酸铜溶液时，主要发生哪些反应呢？
一、实验：我们配制了五种不同浓度的硫酸铜溶液：Ⅰ1.4mol/L( 饱和溶液。
硫酸铜溶解度在25 ℃时为 23g/100g 水，溶液密度为 1.2g/ml) ，Ⅱ0.70mol/L ，Ⅲ0.47mol/L ，Ⅳ0.28mol/L ，Ⅴ0.14mol/L 。
用 pH 试纸测得Ⅰ——Ⅳ溶液的 pH 值为 3 ，Ⅴ溶液 pH 值约为 4 。
我们首先取Ⅰ 饱和溶液注入小试管，加入大米粒大小的金属钠，反应剧烈，钠有跳动，迅速生成一层亮红色的金属铜，包围了钠粒，反应随之停止。
这时还出现了少量的黑色沉淀。
放置约十五分钟后突然一声尖锐的爆鸣，铜层爆破，溶液溅出试管。
为了安全，我们改用小烧杯继续实验。
将这五种溶液各取 50mL 分盛于五个小烧杯中，分别加入大米粒大小的金属钠，迅速盖上玻璃片，观察现象如下：
Ⅰ溶液中钠粒不游动，燃烧，有爆鸣声，产生大量的黑色沉淀和少量的片状浅蓝色沉淀。
Ⅱ溶液中钠粒游动半圈后燃烧，其它现象同Ⅰ。
Ⅲ溶液中钠粒游动时没有黑色沉淀；后来钠粒燃烧，并不再游动，这时出现一些黑色沉淀。
Ⅳ溶液中钠粒游动时没有黑色沉淀；后来钠粒附着在烧杯壁上，燃烧；透过烧杯壁清晰可见亮红色的金属铜附着在烧杯壁上，铜周围迅速变黑，最后只剩中心一点亮红色。
可见黑色沉淀是铜被氧气氧化生成的氧化铜。
从液面上方观察，钠粒游过的地方产生浅蓝色的氢氧化铜沉淀。
Ⅴ 溶液中钠粒迅速游动，产生浅蓝色沉淀；最后很少量钠附着在烧杯壁上燃烧，产生少量黑色沉淀。
各烧杯中黑色氧化铜沉淀逐渐减少， 7 小时后几乎全部溶解。
这是酸性溶液的作用。
二、分析：从热力学角度分析，钠应首先与铜离子反应还原出铜。
这在Ⅰ、Ⅱ溶液中有所表现。
但钠与更稀的硫酸铜溶液作用时，开始并不产生铜，这得从动力学角度分析。
一方面，铜离子由于与水分子络和，较难与钠接触；另一方面，钠浮在液面上不停地游动，由于氢气的生成难以与溶液充分接触，只能与稀溶液表面的水和氢离子（〔 H + 〕= 1 × 10 -3 mol/L ）以及空气中的氧气接触而反应。
当钠燃烧时，它不再游动，这时钠周围溶液的温度迅速升高，水合铜离子受热而离解出赤裸的铜离子与钠反应，还原出金属铜，进而被氧化为氧化铜。
这就是Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ溶液中钠燃烧时才出现黑色沉淀的原因。
这里钠与空气中氧气的直接作用十分重要。
钠可以通过此途径转化为氢氧化钠，进而生成浅蓝色的氢氧化铜沉淀。
三、结论： 1 、当钠投入较浓（约 0.5mol/L 以上）的硫酸铜溶液时，同时发生如下反应：
a) 2Na+CuSO4 ==Na2SO4+Cu
b) 2Cu+O2 ==2CuO
c) 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
d) 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓ +Na2SO4
e) 4Na+O2 ==2Na2O
f) Na2O+H2O==2NaOH
2 、当钠投入较稀（约 0.5mol/L 以下）的硫酸铜溶液时，若不燃烧，这时不发生上述反应 a) 和 b) ，只生成氢气和氢氧化铜。
若燃烧，上述六个反应均能发生。
3 、溶液浓度越大（粘度也越大），液面越窄，钠粒的温度越易升高并燃烧，越易生成铜和氧化铜。
4 、新配制的溶液搅拌时溶入了较多的氧气，使投入其中的钠更易反应；若生成铜，也更易被氧化为氧化铜。