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用生活用品制取稀硫酸

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说在前头,这不是获得硫酸的最便捷方法,但应该是门槛最低的方法,因为原料及器材全部可以来自日常生活。
关于这个实验,纯粹是为了好玩,另外也是为厨房实验党(即连试管烧杯都没有的同学)提供一个获取药品的途径。
接下来进入正题,产物填楼。


IP属地:上海1楼2020-03-23 01:55回复
    首先谈谈这个实验的安全性、可行性和效率。
    安全方面,因为没有涉及有毒气体、高温高压反应,仅用到了煮沸、电解等操作,应该说是比较安全的。
    可行性方面,所需的原料和仪器全部可以来自生活。原料包括粉笔、小苏打、铜电线。仪器包括铁杯子、玻璃器皿、(自制)酒精灯、直流电源等。因此是可行的。
    效率方面,有图为证。总体来说会差于正规的化学实验,但不至于很低,对于厨房党是足够的。




    IP属地:上海2楼2020-03-23 01:56
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      2025-11-30 23:13:55
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      第一步是制取硫酸钠。
      具体而言,首先是粉笔加适量水,装在矿泉水瓶里使劲摇,获得石膏浆。其次加入小苏打粉,并且是保证粉笔是过量的,然后使劲摇并排气。反应得差不多了,倒入铁杯中,煮至不产二氧化碳。
      这一过程是吸热的,有条件可以用炉子煮。另外当反应完全后,会起大量的沫子,所以不要装太满,并不断搅拌或喷水。
      最后冷却、过滤,所得溶液是近中性的硫酸钠溶液。
      操作比较简单,也不要求饱和,这样的溶液最好弄他个1升。



      IP属地:上海3楼2020-03-23 01:57
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        第二步是关键,制得硫酸铜溶液。具体而言,是通过电解的方法获得带有硫酸钠的硫酸铜溶液。具体原理和原因可以参考我的一篇关于电解食盐水的帖子。
        如图所示,以纸桶作为分隔,阳极铜电线,阴极铁杯子,在5伏电压下电解硫酸钠溶液。其结果是阳极溶液含有硫酸铜,阴极溶液含有氢氧化钠,纸壁上附着氧化铜。



        关于纸筒,我将一塑料圆罐子分为上下两半,然后包以较硬的纸(我用的水彩纸),双面胶粘合,透明胶加固,做到渗水而不漏水,并且不易被水泡烂。
        电源我采用5伏的直流电源,亦可以用充电器等。一般电流2安培以上时电解速率会比较好,此时会有一定程度发热,但没什么影响。对于阴极含氢氧化钠的溶液,可以加入小苏打和粉笔处理,然后循环利用。
        最后会得到含有一定量硫酸铜的溶液,但同时存在大量硫酸钠。考虑到家庭实验中钠离子一般不影响,这样的溶液已经可以当稀的硫酸铜使用了。
        如果想要纯净的稀硫酸以及硫酸铜(晶体),则需进一步处理。


        IP属地:上海4楼2020-03-23 01:58
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          第三步是分离硫酸铜与硫酸钠,并且得到较高浓度的硫酸铜。
          首先,蒸发稀溶液是非常不经济的,另外大量的硫酸钠可能导致复盐析出而无法分离。
          为此有两种方法,一是电镀浓缩,二是碱式硫酸铜分离。
          在此先说说第一种,即电镀浓缩。具体而言,是利用浓度差导致的密度差来分离和浓缩。
          如图所示,阳极处会产生高浓度的铜离子,并因为密度大开始下沉。当溶液无扰动时,就能形成较稳定的下沉液流,不易扩散。同样,阴极的低铜离子浓度,因低密度而上浮。一段时间后,底部溶液铜离子浓度大而钠离子浓度小,上层溶液反之。


          关于上层低密度溶液,可以简单地吸取掉,再补充新溶液。也可以利用密度和沉浮,直接倒置一个细口瓶子,收集低密度溶液。


          IP属地:上海5楼2020-03-23 02:01
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            第四步,结晶提纯。上一步得到的溶液浓度较高,所含硫酸铜较多,硫酸钠较少,此时蒸发浓缩相对经济。
            蒸发到出现蓝色固体时停止,取上清液冷却结晶。若在蒸发时出现浅蓝至白色固体,则是含硫酸钠的混合结晶,说明溶液的钠离子比较多,需要继续蒸发,直至出现蓝色晶体。滤渣可以加水溶解后用于第三步。
            图为冷却结晶得到的纯净硫酸铜晶体。



            IP属地:上海6楼2020-03-23 02:03
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              最后,得到纯净的硫酸铜,可以养晶体,也可以电解法制稀硫酸。
              阳极当然采用石墨,来自3号电池。电极会损耗,但这个量对于厨房党,完全是可以接受的。
              关于铜离子难除净的问题,可以增大阴极表面积,如果可以,用铁杯子;另外是不断搅拌,如果可以,杯底放块磁铁,电磁效应能帮你自动搅拌。



              IP属地:上海7楼2020-03-23 02:04
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                支持,不过相对简单的还是直接购买硫酸铜,不管制


                IP属地:广东来自Android客户端8楼2020-03-23 11:18
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                  2025-11-30 23:07:55
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                  可以,牛 逼,同时阴极产生的铜可以再次生产硫酸铜,理论上铜是不消耗的,感谢楼主,回头我要试试生产高 氯 酸了


                  来自iPhone客户端9楼2020-03-23 19:37
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                    浓缩电解液才是最有效最实际的方法。家庭实验党用化学方法制取的不是一堆杂质就是浓度感人,要想做好难度不小。


                    IP属地:澳大利亚来自Android客户端10楼2020-03-24 10:50
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                      图为刚制得的硫酸铜晶体(说点不正经的,硫酸根来自文具店,铜离子来自五金店
                      说实话,自己做药品相比于使用买来的药品,心理还是不一样的,可能这算是家庭实验的一个意义吧。


                      IP属地:上海来自Android客户端11楼2020-03-24 14:44
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                        真的厉害


                        IP属地:吉林来自iPhone客户端12楼2020-03-25 14:57
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                          关于电解浓缩硫酸铜这个方法,理论上可以在不蒸发的情况下得到饱和溶液。
                          图为我用来浓缩的装置,底部用铜屑作为阳极,并接了导管方便引出液体。
                          比较意外的是,昨天放了一晚没管,今早发现导管堵了,拆开发现阳极处已经结晶,这侧面说明了电镀浓缩的可能性。



                          IP属地:上海来自Android客户端13楼2020-03-25 18:07
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                            IP属地:上海来自Android客户端14楼2020-03-25 18:22
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                              2025-11-30 23:01:55
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                              电极用的什么材料?


                              来自Android客户端15楼2020-03-27 17:24
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