化学新教材为何弃用研磨硫酸铜晶体实验

2024年9月，义务教育化学学科启用了新教材。与之前的版本相比，人教版新教材有了较大变化。比如，第一单元就没有再采用研磨硫酸铜晶体的实验。那么，为什么要换掉原来的实验呢？这里面有没有一些科学解释？这就要从我们对硫酸铜的理解说起了。

新旧教材的变化

硫酸铜（CuSO4）是一种广泛应用于工业生产和科学研究的无机化合物，常见的存在形式为五水合硫酸铜（CuSO4·5H2O），为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。它在干燥条件下会失去结晶水，变为白色或灰白色粉末状的无水硫酸铜。我们通常可以通过浓硫酸和铜的反应来制得硫酸铜，也可以通过处理含铜矿石与硫酸的混合物来获得。

旧教材是这样描述研磨硫酸铜晶体实验的：“取少量硫酸铜晶体（俗称胆矾或蓝矾）放在研钵内，用研杵把胆矾研碎。观察并记录胆矾发生的变化。”新教材则把这一实验换成了石蜡的熔化实验。

旧教材本意是演示块状的硫酸铜晶体被研磨后变成粉末状，以此说明发生了物理变化。但是，在研磨时，很多师生会注意到一个现象：蓝色晶体的颜色发生了改变，有白色物质生成了。这还是物理变化吗？我们可以根据硫酸铜晶体的性质，分析一下研磨硫酸铜晶体的现象及其背后的科学原理。

研磨硫酸铜时到底发生了什么

研磨硫酸铜晶体的第一个现象是颜色的改变。原本深蓝色的硫酸铜晶体，在研磨过程中逐渐变浅，有时候甚至会完全变为白色。要理解这一过程中的颜色变化，就需要先理解硫酸铜晶体为什么是蓝色的。其实，铜离子本身是无色的，但是在硫酸铜晶体中或者在水溶液中，铜离子就会与水分子形成水合物，水合物中的铜离子吸收特定波长的光线后，成了我们看到的蓝色。无水硫酸铜中的铜离子与水合物中的铜离子吸收的波长有所区别，导致了颜色上的区别。在研磨过程中，水合物被磨去，就形成了无水硫酸铜，呈现白色。这一现象可以通过光谱分析等方法予以证实。

研磨硫酸铜晶体的第二个现象是晶体形态的改变。原本呈现六面体结构的硫酸铜晶体，在研磨过程中逐渐变得不规则，甚至变成粉末状。这是因为在研磨过程中，硫酸铜晶体的晶格结构受到破坏，晶体之间的键断裂，导致晶体形态发生变化。这一现象在显微镜下可以清晰地观察到。

由此可知，研磨硫酸铜晶体的过程中，除了发生物理变化，还发生了化学变化。所以，新教材对此实验进行替换是正确的。替换为石蜡的熔化实验后，对这一变化的理解就没有歧义，更加科学了。

硫酸铜的另一种身份

在九年级化学学习过程中，硫酸铜算是一个经常会遇到的“老面孔”，比如第八单元中提到的波尔多液。硫酸铜和波尔多液怎么扯上关系了呢？这又是一个化学家发现新药的故事。

法国的波尔多盛产葡萄，波尔多葡萄酒驰名天下。但在1878年，名为“霜霉病”的植物病害狂扫波尔多，许多葡萄园中的葡萄藤都变得枝叶凋零。园主们心急如焚，却无计可施。

细心的大学植物学教授米亚尔代却发现了怪事，公路旁的葡萄藤郁郁葱葱，丝毫未受到霜霉病的伤害。经过观察，米亚尔代发现这些葡萄藤从叶到茎都洒了一些蓝白相间的东西。经打听，才知是园主为防馋嘴的过路人偷吃而洒的“毒药”，其由熟石灰与硫酸铜溶液混合配制而成，目的是使葡萄变蓝、变苦。于是，米亚尔代在杜扎克酒庄进行了试验，发现这的确是对付霜霉病的好农药，并在1885年将他的发现公之于众。从此，这种以“波尔多液”命名的农药流传于世。

著名散文家汪曾祺在《果园杂记》《葡萄月令》中也提到波尔多液，尤其是在《果园杂记》中，他讲了波尔多液的另外一个传奇故事，同学们可以去搜索一下。

硫酸铜还有很多其他用途。比如，我们可以发挥其作为杀菌剂和藻类控制剂的功能，在游泳池和饮用水处理系统中适量添加，可以有效抑制藻类的生长，减少水体中的细菌和病毒含量，提升水质的清洁度和安全性。当然，它的使用需要精确控制浓度，以免对人体健康造成潜在风险。

另外，在科研领域，硫酸铜常作为分析化学的标准物质，用于定量分析中的比较和测量。在医药和生物学领域、工艺和美术领域中，硫酸铜也有很多用途。

（责任编辑：白玉磊）