无机化学实验 困 硫酸铜晶体的制备 海南大学理学院 2020-10-09
无机化学实验 硫酸铜晶体的制备 海南大学理学院 2020-10-09
实验目的 ●1.进一步熟悉学习加热、溶解、蒸发、过滤、重结晶、 抽滤等基本操作。 ·2.通过氧化、水解等反应，了解重结晶提纯硫酸铜的 方法和原理
实验目的 ●1. 进一步熟悉学习加热、溶解、蒸发、过滤、重结晶、 抽滤等基本操作。 ●2. 通过氧化、水解等反应，了解重结晶提纯硫酸铜的 方法和原理
实验原理 硫酸铜晶体（CuS04·5H20)俗称胆矾或蓝矾，它是一种蓝 色三斜晶体，易溶于水，难溶于无水乙醇。在干燥空气中会缓 慢风化，150℃以上失去5个结晶水，成为白色的硫酸铜粉末。 无水硫酸铜有极强的吸水性，吸收后变蓝色，因此常用来检验 某些有机液体中是否残留有水分，也可以作为干燥剂。硫酸铜 用途广泛，是制备其他铜化合物的重要原料，常用作印染工业 的媒染剂、农业的杀虫剂、水的杀菌剂、木材的防腐剂，并且 是电镀铜的主要原料。 ● 纯铜是不活泼金属，不能溶于非氧化性的酸中。但其氧化 物稀酸中却极易溶解。因此在工业上制备胆矾时，先将铜在空 气中煅烧成氧化铜，然后与适当浓度的硫酸作用生成硫酸铜。 本实验直接以粗Cu0粉末与稀H2S04反应制备，反应方程式如下： Cu0+H2S04=CuS04 H20
实验原理 ● 硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）俗称胆矾或蓝矾，它是一种蓝 色三斜晶体，易溶于水，难溶于无水乙醇。在干燥空气中会缓 慢风化，150℃以上失去5个结晶水，成为白色的硫酸铜粉末。 无水硫酸铜有极强的吸水性，吸收后变蓝色，因此常用来检验 某些有机液体中是否残留有水分，也可以作为干燥剂。硫酸铜 用途广泛，是制备其他铜化合物的重要原料，常用作印染工业 的媒染剂、农业的杀虫剂、水的杀菌剂、木材的防腐剂，并且 是电镀铜的主要原料。 ● 纯铜是不活泼金属，不能溶于非氧化性的酸中。但其氧化 物稀酸中却极易溶解。因此在工业上制备胆矾时，先将铜在空 气中煅烧成氧化铜，然后与适当浓度的硫酸作用生成硫酸铜。 本实验直接以粗CuO粉末与稀H2SO4反应制备，反应方程式如下： ● CuO+H2SO4 = CuSO4 + H2O
实验原理 ● 所得CuS04粗品中还含有不溶性和可溶性杂质FeS04、Fe2(S04)3。 不溶性杂质可用溶解、过滤法除去。Fe2+离子需用氧化剂H202或 Br2氧化成Fe3+离子，然后调节溶液的pH值至3.5~4.0（注意： 不能使pH≥4，否则会析出浅蓝色碱式硫酸铜沉淀，影响产品的 质量和产率)，再加热煮沸，使Fe3+离子水解为Fe(OH)3沉淀， 再过滤除去。反应式如下： ●2Fe2++H202+2H+=2Fe3++2H20 ·Fe3++3H20=Fe(0H)3↓+3H+ ● 除去杂质后的CuS04溶液，再加热蒸发，浓缩至出现晶膜，冷 却，结晶，减压抽滤除去其他微量的可溶性杂质，即可得到较纯 的蓝色CuS04·5H2,0晶体
实验原理 ● 所得CuSO4粗品中还含有不溶性和可溶性杂质FeSO4、Fe2(SO4)3。 不溶性杂质可用溶解、过滤法除去。Fe2+ 离子需用氧化剂H2O2或 Br2氧化成Fe3+ 离子，然后调节溶液的pH值至3.5~4.0（注意： 不能使pH≥4，否则会析出浅蓝色碱式硫酸铜沉淀，影响产品的 质量和产率），再加热煮沸，使Fe3+ 离子水解为Fe(OH)3 沉淀， 再过滤除去。反应式如下： ● 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O ● Fe3+ + 3H2O=Fe(OH)3↓ +3H+ ● 除去杂质后的CuSO4溶液，再加热蒸发，浓缩至出现晶膜，冷 却，结晶，减压抽滤除去其他微量的可溶性杂质，即可得到较纯 的蓝色CuSO4· 5H2O晶体
实验原理 表-1氢氧化物沉淀时的pH及其值 氢，氧化物 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH K Cu (OH)2 4.2 6.7 2.2×1020 Fe(OH)3 1.6-2.0 3.9 4.0×10-36 Fe (OH)2 6.5 9.7 2.0×1014
实验原理 表-1 氢氧化物沉淀时的pH及其 Ksp 值