实验：可溶性盐的制备

制备可溶性盐是一个标准的中四实验，把中和、过滤与结晶结合在一起。这里所用的方法，让酸与过量的不溶性反应物反应，适用于盐可溶、而碱、金属或碳酸盐不可溶的情形。

本指南列出制备硫酸铜之类盐的方法、应预期的观察，以及实验试卷所看重的科学过程技能。

目的

用稀硫酸与过量氧化铜(II)反应，制备纯净、干燥的可溶性盐晶体，例如硫酸铜(II)。

仪器与材料

• 烧杯与玻璃搅拌棒
• 本生灯、三脚架与石棉网
• 过滤漏斗与滤纸
• 蒸发皿
• 药匙
• 装有蒸馏水的洗瓶
• 稀硫酸
• 氧化铜(II)粉末（不溶性碱，过量使用）

步骤

1. 量取固定体积的稀硫酸入烧杯，用本生灯轻轻加热；不要煮沸。
2. 向热酸中加入一药匙氧化铜(II)，用玻璃棒搅拌。
3. 继续少量分次加入氧化铜(II)，每加一次就搅拌，直到搅拌后仍有部分固体不溶。这说明酸已全部反应、碱已过量。
4. 过滤混合物以除去过量的氧化铜(II)，把蓝色滤液收集在洁净的烧杯中。
5. 把滤液倒入蒸发皿轻轻加热，蒸发部分水，直到形成热的饱和溶液（用玻璃棒蘸取检验；冷的棒上会析出晶体）。
6. 停止加热，让溶液缓慢冷却，使晶体析出。
7. 过滤出晶体，用少量冷蒸馏水洗涤，再夹在滤纸之间轻轻压干。

预期观察

黑色的氧化铜(II)溶于热酸得到蓝色溶液，随着生成的盐增多，蓝色加深。当酸用完时，再加入的氧化铜(II)不再溶解、黑色固体留在底部，这是碱过量的标志。

过滤时，黑色的过量固体留在滤纸上，澄清的蓝色滤液透过。浓缩后的滤液冷却时，析出蓝色的水合盐晶体。

推断与结论

酸与金属氧化物（不溶性碱）反应生成盐和水，这就是中和。过量加入碱可保证酸全部反应，所以滤液只含盐和水、没有剩余的酸。

过滤除去未反应的过量碱，从饱和溶液结晶得到纯净的水合盐晶体。结论是：只要在结晶前除去过量固体，就能用过量不溶性反应物法制得纯净的可溶性盐。

科学过程技能（试卷三风格）

为「过量」作操作性定义。 用操作方式定义过量之点：当加入的固体搅拌后不再溶解、留在烧杯底部时，碱即为过量。

辨认变量。 若探究比较不同体积的酸生成多少盐，则操纵变量是酸的体积，反应变量是所得干燥晶体的质量，固定变量是酸的浓度与碱的种类。

给步骤归类。 按目的给每一步归类：反应（把碱加入酸）、分离（滤去过量固体）、以及通过结晶的提纯（蒸发、冷却与干燥）。

沟通。 写出结论，指明所生成的盐，并说明晶体为何纯净的理由，过量的碱已被滤去，只有盐从滤液中结晶。

安全须知

• 戴安全护目镜，因为稀硫酸有腐蚀性、热溶液会迸溅。
• 轻轻加热酸、不要让它沸腾，以免热酸从烧杯中喷出。
• 加热时把烧杯与蒸发皿的口朝向无人处，以免有人被迸溅的液体击中。
• 让热仪器冷却后再拿取，或用坩埚钳夹取，以免烫伤。

常见错误

• 没有过量加入碱。 若加的碱太少，未反应的酸会留在滤液中、晶体不纯；持续加入直到固体不再溶解。
• 反应未完成就过滤。 只有在明显出现过量固体后才过滤，否则酸会残留在滤液里。
• 蒸发至干。 把滤液加热到完全干会赶走结晶水、还可能使盐分解；停在热的饱和溶液并让它冷却。
• 用太多水洗晶体。 盐是可溶的，用大量水洗会溶掉晶体；只用少量冷蒸馏水。
• 用强热干燥。 用火焰干燥晶体会改变水合盐；改为夹在滤纸之间压干。

我们的老师如何使用这个实验

在一对一的 SPM化学课堂里，以英文授课、每小时 RM50 起，我们确保学生能为每一步给出理由，为什么要过量、为什么要过滤、为什么要结晶而不是蒸发至干，因为试卷二与试卷三都看重理由、而不只是步骤。盐的制备是 SPM化学 中反复出现的主题，而这条过量碱路线是可溶性金属盐（如铜盐）的标准答案，所以在这里把它掌握好，也为它与不溶性盐的沉淀法之间的对比、以及试卷三实验考试（试卷三为实验考试，评估科学过程技能）作好了准备。