高一化学 从硫酸铜里提取铜
对于硫酸铜溶液,要直接提取铜,除了活泼金属还原法外,还可以使用电解法,这样在阴极上直接沉积出金属铜。
若用热还原法,则必须将它转化为固体,基本上都是先变成氧化物,然后再用还原剂热还原。
还原剂使用C不太理想,因为它是固体,表面接触太差,而H2、CO都是气体,则是不错的还原剂。
(1)只加一种就可以了,不必加两种都比铜活泼的金属
(2)一定含有锌离子 和硫酸根离子
(3)一定进行的反应是CuSO4+Zn==ZnSO4+Cu
(距离远的先反应),
一、原理:
从硫酸铜饱和溶液随温度升高溶解度显著增大,制取晶体常采用用冷却热浓溶液(饱和溶液效果更佳)的方法。
二、用品:
烧杯、表面皿、铁架台、酒精灯、石棉网、漏斗、量筒、玻璃棒、镊子、滤纸、细线、硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)。
三、 操作:
1、制取小晶体:在盛100mL水的烧杯里,加入研细的硫酸铜粉末10g,同时加1mL稀硫酸(防止硫酸铜水解),加热,使晶体完全溶解。继续加热到80—90℃,趁热过滤,滤液流入一洗净并用热水加温过的烧杯里,加盖静置。经几小时或一夜,将会发现杯底有若干颗小晶体生成.
2、小晶体的长大:拣取一颗晶形比较完整的晶体,用细线系住,悬挂在盛饱和硫酸铜溶液的烧杯里,并加盖静置。每天再往烧杯里加入少量微热的饱和硫酸铜溶液,小晶体会逐渐长大,成为一块大晶体。 成败关键:
(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。
3、小晶体的制取:一次结晶析出的晶体如果太小,可拣取几颗晶形完整的,用高于室温的饱和溶液再进行培养,使其长大到可以用细线系住。也可以在滤液中挂入细线,当溶液冷却时便在细线上析出小晶体,保留一颗晶形完整的(其余剥掉)做晶种,按步骤2操作使其长大。
4、硫酸铜溶液易结晶形成完整的大晶体,建议可采用蒸发溶剂的方法制取大晶体。
加热硫酸铜溶液,冷却溶液,便能得到硫酸铜晶体。
+
CuSO4
=
FeSO4
+
Cu 当量的铁与硫酸铜充分反应后,过滤沉淀即可得到金属铜,浓缩反应后的溶液则可析出硫酸亚铁晶体。
如果要真正的得到单质铜,需要采用电解的方法制得铜。即在硫酸铜溶液中通过直流电,铜离子在阴极得到电子而析出。
其一,
无水硫酸铜加热到923K时,分解得到CuO
CuSO₄==加热==CuO+SO₃↑
或者
2CuSO₄==加热==2CuO+2SO₂↑+O₂↑
然后还原氧化铜,得到铜
CuO+CO=加热=Cu+CO2↑
其二,
用比铜活泼的金属置换硫酸铜
Fe+CuSO₄====FeSO₄+Cu
↓
其三,
电解硫酸铜溶液
2CuSO₄+2H₂O==通电==2H₂SO₄+2Cu+O₂↑
所需器皿:烧杯、漏斗、试管、滴管、蒸发皿、酒精灯(铁架台、石棉网)
步骤:1)用漏斗分离出铜粉和溶液。
2)用蒸馏水冲洗分离出来的铜粉,直到用于冲洗的蒸馏水没有颜色。(蒸馏水冲洗铜粉后得到的溶液倒入第一步上的溶液中)
3)用有机溶萃取溴。分离有机溶剂和水溶液(溴极易溶于有机溶剂,硫酸铜不溶于有机溶剂)
4)检验3步骤中的硫酸铜溶液中是否还存在溴。用滴管吸取少量该液体,滴入几滴在碘化钾淀粉试纸上,试纸不变色说明该溶液中不存在溴,变蓝,则说明有。
5)确定3步骤中的硫酸铜溶液中不存在溴后,将溶液进行加热,等到水分蒸发,出现蓝色结晶体后转入蒸发皿加热,得到白色的无水硫酸铜。
。。。哎,写完,我自己都觉得不太对,先这样吧
三楼说得对啊!看了一楼的,想起那个溴是极易挥发的。就加热分离吧。
1.粗CuSO4的提纯
称取15g由实验室提供的粗CuSO4放在小烧杯中,加入50ml蒸馏水,搅拌,促使其溶解.再滴加2m1 3% H2O2,将溶液加热,使Fe2+氧化成Fe3+;用精密pH试纸测试溶液pH值,如果氧化后溶液的pH值很低,这时可在不断搅拌下,逐滴加入0.5~l mol•l-1 NaOH,直到pH=3.4,再加热,静置使Fe3+水解生成的Fe(OH)3沉淀,常压过滤,滤液转移到洁净的蒸发皿中.
在精制后的硫酸铜滤液中滴加l mol•l-1 H2SO4酸化,调节pH至l~2,然后加热蒸发 (注意加热时间不要太长),当浓缩至液面出现一层晶膜时,即停止加热,然后冷却至室温,抽滤,取出CuSO4晶体.
这个试验较简单拉
也可以直接加铁、铝、锡等比铜活泼的金属,直接将铜置换出来,还可以用两根石墨棒电解硫酸铜溶液,阴极生成铜,阳极生成氧气!