硫酸铜结晶实验

实验方法：

1．用CuO和稀硫酸反应后滤液结晶得到。

2．硫酸铜晶体溶解后利用晶种再结晶得到。

方法一：

实验用品：铁架台（带铁圈）、蒸发皿、坩埚钳、玻璃棒、烧杯、量筒、漏斗、滤纸、剪刀、药匙、氧化铜、稀硫酸（1：4）

实验步骤：

1．用量筒量取15毫升稀硫酸倒入一个蒸发皿里，蒸发皿放在铁架台的铁圈上，用酒精灯加热到将近沸腾（但不要使稀硫酸沸腾）。然后注意保持这个温度，一边用玻璃棒进行搅拌，一边慢慢地撒入氧化铜粉末，直到氧化铜不再溶解为止。

2．装置好漏斗，趁热过滤（过滤时不溶性物质可以留在蒸发皿里，不必转移到滤纸上）。将滤液收集在烧杯里。使滤液逐渐冷却，仔细观察晶体生成时所发生的现象，并记录晶体的颜色和形状。如果滤液放置一段时间后，没有晶体生成，可以把滤液倒入洗净的蒸发皿里蒸发几分钟，再放置冷却，就会有晶体生成。

稀硫酸（15毫升）量筒 蒸发皿（加热） 加氧化铜 过滤（趁热） 冷却 晶体析出

方法二：

称取75克硫酸铜晶体放在烧杯里，加水200毫升。当晶体完全溶解后过滤，得到澄清的硫酸铜饱和溶液。取一块硫酸铜小晶体作晶种，用细铜丝扎牢后吊入溶液中。每隔2—3天，把上述晶体和溶液转入另一烧杯中，除去烧杯底部析出的小晶粒。一段时间后晶体不断长大，并且从不规则形逐渐变成规则的晶体。晶体长大后从溶液中取出，擦干表面后涂上清漆或其他保护层，以防止表面风化

先你所需的设备：100ml的玻璃容器

200ml烧杯

搅拌棒

能提供热水的装置

一个密封塑料瓶

漏斗

滤纸等

STEP1

你需要购买

硫酸铜（分析纯）试剂

STEP2

查阅五水合硫酸铜的溶解度（这里给出部分）

20℃

32g

30℃

37.8g

40℃

44.6g

60℃

61.8g

80℃83.8g

STEP3

称取室温下溶解度多3g左右的硫酸铜，溶于100ml热水中（实验中所用的水不能是自来水，可以是饮用水，推荐屈臣氏蒸馏水），搅拌使其完全溶解。倒入干净的玻璃容器中，盖上盖子，静置一天

STEP4

如果你发现完全冷却后，容器底部有大量碎晶，没有完整的小晶体，那就重复STEP3，原因可能是冷却过快、水中有杂质或者在冷却过程中频繁扰动溶液。如果你得到了几个完整的小晶体（称为晶核）那请进行下一步

STEP5

得到了晶核，你就可以真正开始你的晶体培养了！首先你要配置较大量的饱和溶液（也就是溶解固体达到最大无法继续再溶的溶液）（200ml），当然你上一步剩余的溶液应该并入此步骤的溶液中。具体的配置常温饱和溶液的方法是：称取室温下溶解度多2g左右的硫酸铜，溶解在200ml热水中，完全冷却后过滤（这一步你也可能得到好的晶核），保留滤液，剩余的固体放入一个密封塑料瓶中，放入水。这个塑料瓶的目的是保存你以后分离得到的硫酸铜固体，并且可以同时得到室温下的饱和硫酸铜溶液。

STEP6

晶体培养一般有两种方法：杯底或者悬挂。如果你不想用细线挂住晶体，那么可以采用直接把晶核放在杯底的方法，但这种方法对硫酸铜来说会影响晶体的形状，所以建议采用悬挂的方法。（当然你也可以两种方法都试一试）将一个稍大一点的晶核（1-2cm）用细线栓紧，系死扣，并且将线的另一端系在一个细竹签上。系晶体的标准是：不能让晶体在自然状况下掉落，线长应该满足晶体全部浸入烧杯液面以下。

STEP7

系好了晶体，不要忙着放入溶液。因为这时你的溶液可能混入了大量的杂质，空气中的毛发、灰尘等，需要先进行过滤。（如果你的设备有限，可以不进行这一步，但一定要减少灰尘进入）

STEP8

将拴好的晶核放入溶液，静置。盖上透气防尘的盖子（或者蒙上一层卫生纸）

STEP9

如果发现杯底有小晶体出现，在不触碰到晶核的情况下可以先忽视，但如果碎晶很多，就需要及时清理。如果发现杯壁有攀援的晶体层，一定要及时小心清除。为了减少这种现象的发生，你在每次配置好饱和溶液准备静置的时候应该把烧杯壁上的硫酸铜液滴擦掉。如果在蒸发一段时间后溶液过少，应该添加常温下饱和溶液。

STEP10

这样放置一段之间，晶体长到足够大时，就可以取出晶体了。

硫酸铜晶体做实验优点:常温常压下很稳定，不潮解.

硫酸铜晶体也被称作五水合硫酸铜。俗称蓝矾、胆矾或铜矾。五水合硫酸铜在干燥空气中会逐渐风化，加热至45℃时失去二分子结晶水，110℃时失去四分子结晶水，称作一水硫酸铜。200℃时失去全部结晶水而成无水物也可在浓硫酸的作用下失去五个结晶水。无水物也易吸水转变为五水硫酸铜。无水硫酸铜(白色或灰白色粉末)吸水后反应生成五水硫酸铜(蓝色)，常利用这一特性来检验某些液态有机物中是否含有微量水分(如对酒精是否含水进行鉴定，在待鉴定酒精中加入少许无水硫酸铜，如白色无水硫酸铜变蓝色，则说明酒精中掺有水)。二者注意区分。

硫酸铜是较重要的铜盐之一，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。无机农药波尔多液就是硫酸铜和石灰乳混合液，它是一种良好的杀菌剂，可用来防治多种作物的病害。1878年在法国波尔多城，葡萄树发生虫病大部分死去，而大路两边的树，怕行人摘吃，在树干上涂了生石灰与硫酸铜溶液，树干弄得花白，行人看了难受不敢摘吃，这些树却没有死，进一步研究才知此混合液具有杀菌能力，因而名为波尔多液。配制波尔多液，硫酸铜和生石灰(最好是块状新鲜石灰)比例一般是1∶1或1∶2不等，水的用量亦由不同作物、不用病害以及季节气温等因素来决定。配制时最好用"两液法"，即先将硫酸铜和生石灰分别跟所需半量水混合，然后同时倾入另一容器中，不断搅拌，便得天蓝色的胶状液。波尔多液要现配现用，因放置过久，胶状粒子会逐渐变大下沉而降低药效。硫酸铜也常用来制备其他铜的化合物和电解精炼铜时的电解液。五水硫酸铜可由氧化铜与硫酸或铜与浓硫酸作用后，浓缩结晶而制得。在实验室中可用浓硫酸氧化金属铜来制取无水硫酸铜。

冷却热的硫酸铜饱和溶液可以得到硫酸铜晶体，但晶体析出的情况、形状大小都会因实验用品的差异、实验过程中的变量有所不同。在本次实验中，我们通过参照初三化学【下册】课本P40中明矾晶体的制取方法和借鉴往届学生制作硫酸铜晶体的经验，结合网上查找到的相关资料，进行制取硫酸铜晶体的实验，共耗时10天才成功完成。 一一一一、、、、实验仪器实验仪器实验仪器实验仪器、、、、药品药品药品药品、、、、材料材料材料材料线圈，碗一个，硬纸片一张、硫酸铜粉末若干。 二二二二、、、、实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 1. 在烧杯中放入比室温高10～20℃的水，并加入足量硫酸铜； 2. 用筷子搅拌，直到有少量晶体不能再溶解； 3. 待溶液自然冷却到比室温略高3～5℃时，把模型放入碗中； 4. 用硬纸片盖好，静置一夜； 5. 取出线圈后往烧杯中加入温水，使其成为比室温高10～15℃的溶液，并补充适量硫酸铜，使其饱和； 6. 用硬纸片盖好，静置过夜；每天观察，重复5、6项的操作过程。 7.7.7.7. 三三三三、、、、实验注意实验注意实验注意实验注意1. 所用试剂必须纯净，如含有杂质就很难获得完整的晶形。 2. 控制溶液的浓度，如果溶液过浓，析晶速率太快，不易形成晶形完整的晶体；如超过饱和溶液浓度不大，结晶速率太慢，小晶体慢慢长大。制备小晶体时，用高于室温20℃～30℃的饱和溶液；以后添加的饱和溶液应是高于室温15℃～20℃的溶液，每次加入量约为原溶液的1／10，添加时要把晶体取出，等溶液温度均匀后再把晶体浸入。 3. 注意环境温度的变化，应使饱和溶液缓慢冷却，可用布或棉花把烧杯包好。白天温度较高时可把晶体取出，到晚上再放回溶液中。 4. 所用容器必须洁净，要加盖以防灰尘落入。

1

蒸发皿

酒精灯

玻璃棒

三脚架

2

加热前为蓝色

晶体

可溶

溶液蓝色

3

白色

粉末

4CUso4.5H2o--Cuso4+5H2o

实际硫酸铜脱水是分步骤的

好像是先脱3分子的水

[实验用品]

1.托盘天平、研体、坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、酒精灯；

2.硫酸铜晶体。

[实验操作]

实验步骤

实验现象

化学方程式、数据记录及计算

⑴研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。

①现象

⑵称量：用托盘天平称出一洁净干燥的瓷坩埚的质量，并用此坩埚称取2.0g研细的硫酸铜晶体。

②瓷坩埚的质量a= ；

③瓷坩埚和硫酸铜晶体的总质量m1=。

⑶加热：将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三角上，用酒精灯缓慢加热，同时用玻璃棒轻轻搅拌硫酸铜晶体，直到蓝色硫酸铜晶体完全变成白色粉末，且不再有水蒸气逸出。然后将坩埚放在干燥器中冷却。

④ 色的硫酸铜晶体逐渐变为色的 并看到水蒸气不断逸出。

⑤化学方程式

⑷称量：待坩埚在干燥器中冷却后，将坩埚放在天平上称量，记下坩埚和无水硫酸铜的总质量(m0)。

⑥坩埚和无水硫酸铜的总质量：

m0= g；

⑦ m3= g；

m4=g；

⑸再加热称量：把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热，然后放在干燥器中冷却后再称量，到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止，记下质量m3，若再重复则记为m4。

⑹、计算：根据实验数据计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数和化学式中x的实验值。

=

⑧瓷坩埚和无水硫酸铜的总质量平均值：=

结晶水的质量分数： =

化学式中x的实验值，求出后，按下式计算：X=

⑺、实验结果分析

理论值：

X=5

实验值：=

X=

实验误差：指出量值与真实值之间的差异。

⑨=

X=

⑩造成误差的原因分析：

。

[实验习题]

1．下列实验操作中，仪器需插入液面下的有①制备Fe(OH)2，用胶头滴管将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中；②制备氢气，简易装置中长颈漏斗的下端管口；③分馏石油时，测量温度所用的温度计；④用乙醇制乙烯时所用的温度计；⑤用水吸收氨气时的导气管；⑥向试管中的BaCl2溶液中滴加稀硫酸

A．③⑤⑥ 　 B．③⑤ C．①②④ 　 D．①②③④⑤⑥

2．某同学进行胆矾结晶水测定实验，得到下（1）～（4）组数剧：

编号

加 热 前

加 热 后

坩埚质量（克）

坩埚+胆矾质量（克）

坩埚+无水CuSO4质量（克）

（1）

5.0

7.5

6.6

（2）

5.42

7.95

6.8

（3）

5.5

8.0

7.1

（4）

5.0

7.5

6.8

实验数据表明有两次实验失误，失误的实验是（）

A.（1）和（2）B.（2）和（4）C.（1）和（3）D.（3）和（4）

3．在化学实验室进行下列实验操作时，其操作或记录的数据正确的是（ ）

A．用托盘天平称取8.84g食盐

B．用250mL的烧杯配制所需的220mL、0.1mol/L的NaOH溶液

C．用量筒量取12.12mL的盐酸

D．用0.12mol/L盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，消耗盐酸21.40mL

4.测定硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨 ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量 ③加热 ④冷却 ⑤称量 ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止 ⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。请回答下列问题：

（1）该实验中哪一步骤需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？

（2）实验步骤⑥的目的是什么？

[参考答案]

[实验操作]①块状蓝色晶体 ②34.0 g ③36.0 g ④蓝色晶体 白色 粉末 ⑤CuSO4.5H2O CuSO4+5H2O⑥35.3 g ⑦35.2 g 35.2 g ⑧35.27 g

0.365 ⑨0.365 5.1 +0.1

⑩能引起偏大的原因可能有：称量的坩埚不干燥、加热时间过长，部分变黑、 加热过程中有少量晶体溅出、晶体表面有水、晶体不纯含有挥发性的杂质。

注：若偏小的原因：晶体不纯含有不挥发性的杂质、晶体未研成细粉末、粉末未完全变白就停止加热、加热后在空气中冷却、两次称量相差0.2g等。

[实验习题]

1.（C） 　2．（B） 3．（D）

4.（1）④冷却 防止吸水 （2）检验样品中的结晶水是否已经全部除去