实验 ：请具体描述硫酸铜晶体里结晶水含量测定的实验!

硫酸铜CuSO4（硫酸铜晶体：CuSO4·5H2O）分子量249．68。深蓝色大颗粒状结晶体或蓝色颗粒状结晶粉末，略透明。有毒，无臭，带有金属涩味。密度2．2844g／cm3。干燥空气中会缓慢风化。易溶于水，水溶液呈弱酸性。不溶于乙醇，缓缓溶于甘油。150℃以上将失去全部水结晶成为白色粉末状无水硫酸铜。五水硫酸铜有极强的吸水性，把它投入95%乙醇成含水有机物(即吸收水分)而恢复为蓝色结晶体 。

五水硫酸铜晶体失水分三步。上图中两个仅以配位键与铜离子结合的水分子最先失去，大致温度为102摄氏度。两个与铜离子以配位键结合，并且与外部的一个水分子以氢键结合的水分子随温度升高而失去，大致温度为113摄氏度。最外层水分子最难失去，因为它的氢原子与周围的硫酸根离子中的氧原子之间形成氢键，它的氧原子又和与铜离子配位的水分子的氢原子之间形成氢键，总体上构成一种稳定的环状结构，因此破坏这个结构需要较高能量。失去最外层分子所需温度大致为258摄氏度。

实验步骤：

1、在常温下将适量的CuSO4溶解于少量的水中，配置成过饱和溶液，倒掉上层溶液，取未溶解的五水硫酸铜加少量水洗涤三次，再用纸将大部分自由水吸干）。

2、将1所得试剂加入称量瓶（不带瓶盖）中，再覆盖上滤纸和皮筋，称重（事先称量无盖称量瓶、滤纸和皮筋的总质量为m0）。

3、将盛有五水硫酸铜晶体的称量瓶置于烘箱中，40℃下烘干至恒重（两次称量之差≤0.001g），测定称量瓶与硫酸铜晶体的质量m1。

4、在不锈钢锅中盛适量干净的细砂，将其加热到加热盐浴至约210 ℃，再慢慢升温至280

℃左右，控制沙浴温度在260～280 ℃之间。将盛有硫酸铜晶体的称量瓶3/4埋在细砂中，

隔一段时间摇动称量瓶，使之加热均匀。一段时间后置于烘箱中稍冷却称量五水硫酸

铜和称量瓶的质量m2，恒重至（两次称量之差≤0.001g）。

以上均摘自百度百科，详细的可以自己去搜哦

硫酸铜晶体的质量为45.5-20.5=25g

所以百分比为9/25=36%

所以x=0.36/18/（0.64/160）=5

2.加入一定量硫酸铜晶体于坩锅中,称量其总质量m2

3.加热坩锅一段时间,冷却坩锅,称其质量. 重复第3步数次直至前后两次测量的质量差小于等于1g(恒重). 称其质量为m3

4.计算: (m3-m2)/(m2-m1)*100% 为结晶水的质量百分数

4.第一加热时间不够.

2.

3.反应中有水生成.晶体全部变成白色粉末时停止加热,所以试管口要向下倾斜,否则水会倒流至使试管破裂.加热硫酸铜晶体时发生如下反应:CuSO4·5H2O

====

CuSO4

+

5H2O△

1

(m1 - m2) / 18 = x [ (m2 - m) / 160 ] --------------------(1) 理论依据式

x = 160(m1 - m2) / 18(m2 - m) －－－－－－－－－（2）计算式

计算的依据是水的物质的量是硫酸铜晶体物质的量的x倍.

现在我们来看四个选项：

A.从计算式可以看出,这个无影响

B.如果晶体风化,相当于加热前提前失去了一部分的结晶水,表现到计算式中,就是（m1 - m2) 变小,x变小.B选项是偏低的.

C.如果无水硫酸铜吸水了,就是m2变大了,那么（m1 - m2)减小,(m2-m)变大,这两者代入（2）式,可知,x偏低,所以C也是本题答案.

D.如果晶体中有芒硝.我们假设这个实验是测定芒硝的结晶水,即求Na2SO4?xH2O中的x,那么x的计算式是：x = 142(m1 - m2) / 18(m2 - m) ,但我们以为那是硫酸铜而不是硫酸钠,所以“142”被我们用“160”代替,所以x值偏大了.

综上,应该选BC

化学第三册上有大纲版

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

硫酸铜晶体中结晶水的质量分数＝

(硫酸铜晶体和瓷坩埚的质量—无水硫酸铜和瓷坩埚的质量=结晶水的质量)。

2．实验步骤

①研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。

②称量；准确称量干燥的瓷坩埚的质量，并用此坩埚准确称取一定质量已研碎的硫酸铜晶体。

③加热：加热晶体，使其失去全部结晶水(由蓝色完全变为白色)。加热装置如图所示（加热时去年坩埚上盖）。

④称量：在干燥器内冷却后称量，并记下瓷坩埚和无水硫酸铜的质量。

⑤再加热、再称量至恒重：把盛有无水硫酸铜的瓷坩埚再加热，再放入干燥器里冷却后再称量，记下质量。到连续两次称量的质量相差不超过0.1g为止。

⑥计算：根据实验测得的结果求硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。

3．注意事项

①晶体加热后一定要放在干燥器内冷却，以保证无水硫酸铜不会从空气中吸收水分而引起测得值偏低(相当于水没有完全失去)。

②晶体要在坩埚底上摊开加热，有利于失去全部结晶水，以免引起测得值偏低。

③加热时间不充分、加热温度过低(未全变白)，都会使测得值偏低。

④加热过程中，应慢慢加热(可改垫石棉网)，以防因局部过热而造成晶体溅失，引起测量值偏高。

⑤加热温度过高或时间过长，会导致硫酸铜少量分解，使测得值偏高。

4．讨论题解答：分析实验中产生误差的原因

设硫酸铜晶体组成CuSO4·xH2O，m1为坩埚和晶体的质量，m2为加热后冷却称量所得坩埚与粉末的质量。

原理：

产生误差的原因及误差分析：

⑴称量的坩埚不干燥：加热后水分蒸发，这样实验过程减少的质量包括晶体中结晶水的质量和坩埚带有水的质量两部分，因计算时将实验过程减少的质量看作结晶水的质量，这样该过程计算时代入的m1—m2的值偏大，则计算出的w或x偏大。

⑵晶体表面有水：加热后水分蒸发，原理同(1)，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

⑶晶体不纯，含有不挥发杂质：加热后不挥发性杂质不分解，只有其中的硫酸铜晶体分解，使得m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

⑷晶体未研成细粉末：加热时由于晶体颗粒太大，使得颗粒内部的结晶水不能失掉，导致m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

⑸粉末未完全变白就停止加热：粉末未完全变白说明结晶水未完全失掉，导致m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

⑹加热时间过长，部分变黑，说明CuSO4已发生分解：CuSO4 CuO+SO3↑，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

⑺加热后在空气中冷却：加热后在空气中冷却，会使CuSO4又结合空气中的水蒸气，使得m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

⑻加热过程中有少量晶体溅出：晶体溅出，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

⑼两次称量相差>0.1g：两次称量相差>0.1g，说明结晶水未完全失掉，使得m1—m2的值偏小，则w或x偏小。