五水硫酸铜的制备
五水硫酸铜的制备如下:
实验原理:
铜是不活泼金属,不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜,必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成Cu2+,Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜:
Cu + 2HNO3 + H2SO4 == CuSO4 + 2NO2 + 2H2O
未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0~100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质,溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜,经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离,得到粗产品。
硫酸铜的溶解度随温度升高而增大,可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中,加适量水,加热成饱和溶液,趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却,析出硫酸铜,过滤,与可溶性杂质分离,得到纯的硫酸铜。
实验步骤:
(一) 铜粉的预处理
1、称量2.3g铜屑,(或氧化铜粉2.9克),将它置于干燥的蒸发皿中,灼烧至表面呈现黑色的氧化铜为止(目的在于除去付着在铜屑上的油污),冷却备用;
(二) 五水合硫酸铜的制备
2、往盛有铜粉的蒸发皿中加入8.0mL3mol·L-1硫酸,然后缓慢加入3.5mL浓硝酸,(反应过程中产生大量有毒的二氧化氮气体),操作时应注意通风)。
待反应平稳后,盖上表面皿放在水浴上加热,加热过程中补加4.0mL3mol·L-1硫酸,1.0mL浓硝酸;(由于反应情况不同,补加的酸量要根据具体反应情况而定,在保持反应继续进行的情况下,尽量少加硝酸)。
3、待铜粉全部溶解后,趁热用倾析法将溶液转至一个小烧杯中,留下不溶性杂质,然后再将硫酸铜溶液转回到洗净的蒸发皿中;
4、水浴缓慢加热蒸发皿,蒸发浓缩至结晶膜出现为止;
5、取下蒸发皿,使溶液冷却析出蓝色的五水合硫酸铜晶体
6抽虑称重。计算产率(以湿品计算,应不少于85%)
(三)重结晶法提纯五水合硫酸铜
7、粗产品以1g需1.2mL水的比例,溶于蒸馏水中,加热使五水合硫酸铜完全溶解。热过滤。
8、滤液收集在一个小烧杯中,让其慢慢冷却,即有晶体析出。(如无晶体析出,可在水浴上再加热蒸发,使其结晶)完全冷却后,用倾析法除去母液,晶体晾干,得到纯净的硫酸铜晶体。
9、称重,计算产率。
1 称量1.5g铜屑,灼烧至表面呈现黑色,冷却;
红色铜片变成黑,铜片表面被氧化了
Cu(s,红色) + O2→CuO(s,黑色)
灼烧铜片时,要先小火预热,蒸发皿放在泥三角上,先均与加热再集中加热,玻璃棒不要直接碰蒸发皿壁,坩埚钳要预热,
2 加5.5mL3mol·L-1硫酸,2.5mL浓硝酸,反应平稳后水浴加热,补加2.5mL3mol·L-1硫酸,0.5mL浓硝酸;
加浓硝酸之后有黄棕色气体生成,溶液呈蓝色。
Cu + 2HNO3 + H2SO4 = CuSO4+2NO2(↑) + 2H 2O
Cu2+在水溶液中呈蓝色,
NO2是红棕色气体,
水浴加热时水在大烧杯的2/3处,第一次加完酸后,要等反应平稳后才水浴加热, 如在反应激烈时水浴加热,由于温度提高,使反应速度提高,反应更激烈,溶液有可能溢出容器;而且要在蒸发皿上盖表面皿,因为水浴加热反应的同时,也在蒸发浓缩溶液,体系溶剂减少,产物硫酸铜会析出,包在未反应的铜屑外面,使反应速度减慢,故要加盖表面皿。
3 铜近于完全溶解后,趁热倾滗法分离;
没有残余物,因为用的是纯铜片,都能被混酸溶解。
4 水浴加热,蒸发浓缩至结晶膜出现;
从中间成膜,浓缩溶液后,溶液达到过饱和,就会有晶体析出。由于溶剂在溶液表面蒸发快,溶液表面容易达到过饱和而析出晶体,当溶液表面被晶体铺满时,出现由晶体形成的膜,这就是晶体膜。
从中间结膜好,从边上结膜说明边上温度高,容易失水变白
5 冷却、过滤;
得到蓝色晶体
CuSO4 +5 H2O = CuSO4·5H2O (蓝色晶体)
从滤瓶中倒出液体时要快,所以事先准备好干的小烧杯
6 粗产品以1.2mL水/g的比例,加热溶于水,趁热过滤;
滤液呈蓝色Cu2+在水溶液中呈蓝色
7 滤液冷却 、过滤;得到纯净的五水硫酸铜晶体
逐渐长出蓝色晶体,先是棒状,再长大呈棱形。CuSO4 +5H2O = CuSO4·5H2O(蓝色晶体)
由硫酸铜溶液加热得到。五水硫酸铜在常温常压下很稳定,不潮解,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水合硫酸铜。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。
将无水硫酸铜加热至650℃高温,可分解为黑色氧化铜、二氧化硫及氧气(或三氧化硫)。胆矾是天然的含水硫酸铜,是分布很广的一种硫酸盐矿物。 它是铜的硫化物被氧分解后形成的次生矿物。无水硫酸铜可检验其他物质中是否有水揣均的存在。
扩展资料:
1、形态
三斜晶系。晶体作扳状或短柱状,通常为致密块状、钟乳状、被膜状、肾状,有时具纤维状。颜色为天蓝、蓝色,有时微带浅绿。条痕无色或带浅蓝。光泽玻璃状。半透明至透明。断口贝壳状。硬度2.5。比重2.1~2.3。性极脆。常产于铜矿的次生氧化带中。
2、性状
为不规则的块状结晶体,大小不一。深蓝或浅蓝色,半透明。似玻璃光泽。质脆,易碎,碎块呈棱柱形,断面光亮。无臭,味涩。以块大、深蓝色、透明、无杂质者为佳。
露置干燥空气中,缓缓风化。加热烧之,则失去结晶水,变成白色,遇水则又变蓝色。易溶于水及甘油,不溶于乙醇。水溶液显铜盐及硫酸盐的各种特殊反应。
参考资料来源:百度百科-五水硫酸铜
材料:无水硫酸铜粉末(AR)级,80摄氏度去离子水400mL,以及器材(烧杯,玻璃棒,培养皿,镊子,滤纸,漏斗)
步骤:先将100克硫酸铜粉末加入水中并搅拌至完全溶解,将配制好的饱和硫酸铜溶液过滤,过滤后溶液是清澈的深蓝色,将溶液倒入培养皿中并静置。静置过程中最好不要去触碰也要防止落入灰尘同时还要保证不要降温过快。静置一天待溶液慢慢降温析出晶核,得到无水硫酸铜。
五水硫酸铜:五水硫酸铜(化学式:CuSO4·5H2O)也被称作硫酸铜晶体,为了与"无水硫酸铜"区别,通常读作"五水合硫酸铜",相对分子质量为250。俗称蓝矾、胆矾或铜矾。
应用: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。