五水硫酸铜重结晶的原理

实验五、五水合硫酸铜结晶水的测定

实验五五水合硫酸铜结晶水的测定一、实验目的1．掌握利用废铜粉制备硫酸铜的方法；2．练习减压过滤、蒸发浓缩和重结晶等基本操作；3．了解结晶水的测定方法，认识物质热稳定性和分子结构的关系。

二、实验原理利用废铜粉灼烧氧化法制备CuSO 4·5H 2O ：先将铜粉在空气中灼烧氧化成氧化铜，然后将其溶于硫酸而制得：2Cu + O 2=== 2CuO （黑色）CuO + H 2SO 4 === CuSO 4 + H 2O 由于废铜粉不纯，所得CuSO 4溶液中常含有不溶性杂质和可溶性杂质FeSO 4、Fe 2(SO 4)3及其他重金属盐等。

Fe 2+ 离子需用氧化剂H 2O 2溶液氧化为Fe 3+ 离子，然后调节溶液pH ≈4.0，并加热煮沸，使Fe3+ 离子水解为Fe(OH)3沉淀滤去。

其反应式为 2Fe 2+ + 2H + + H 2O 2 === 2Fe 3+ + 2H 2O Fe 3+ + 3H 2O === Fe(OH)3↓ + 3H + CuSO 4·5H 2O 在水中的溶解度，随温度的升高而明显增大，因此粗硫酸铜中的其他杂质，可通过重结晶法使杂质在母液中，从而得到较纯的蓝色水合硫酸铜晶体。

水合硫酸铜在不同的温度下可以逐步脱水，其反应式为CuSO 4·5H 2O === CuSO 4·3H 2O + 2H 2O CuSO 4·3H 2O === CuSO 4·H 2O + 2H 2O CuSO 4·H 2O === CuSO 4 + H 2O 1 mol CuSO 4结合的结晶水的数目为24HOCuSO nn 。

三、实验仪器及试剂托盘天平，瓷坩埚，泥三角，酒精灯，烧杯（50mL ），电炉，布氏漏斗，吸滤瓶，精密pH 试纸，蒸发皿，表面皿，水浴锅，量筒（10mL ）。

废铜粉, H 2SO 4(2mol ·L －1), H 2O 2(3%), K 3[Fe(CN)6](0.1mol ·L －1), NaOH(2mol ·L －1)，无水乙醇。

硫酸铜提纯实验报告

一、实验目的1. 了解硫酸铜的物理化学性质。

2. 掌握重结晶法在硫酸铜提纯中的应用。

3. 学会实验操作技能，如溶解、过滤、蒸发、结晶等。

二、实验原理硫酸铜（CuSO4）是一种常见的无机化合物，其化学式为CuSO4·5H2O。

在实验中，我们通过重结晶法对粗硫酸铜进行提纯。

重结晶法是利用不同物质在同一溶剂中的溶解度不同的性质，通过加热、蒸发浓缩、冷却结晶等基本操作而使溶解度随温度变化较大的物质结晶析出，从而实现分离和提纯。

三、实验器材与试剂1. 器材：烧杯、漏斗、玻璃棒、蒸发皿、布氏漏斗、抽滤瓶、烘箱等。

2. 试剂：粗硫酸铜、蒸馏水、1mol/L H2SO4、3% H2O2、2mol/L NaOH等。

四、实验步骤1. 称量和溶解：称取10g粗硫酸铜，放入150mL洁净烧杯中，加入约40mL水，2mL 1mol/L H2SO4，加热搅拌直至晶体完全溶解。

2. 氧化和沉淀：边搅拌边往溶液中慢慢滴加约2mL 3% H2O2，加热片刻（若无小气泡产生，即可认为H2O2分解完全），然后边搅拌边滴加2mol/L NaOH溶液，直至溶液的pH值在3.7～4.0之间，再加热片刻，让Fe(OH)3加速凝聚。

3. 常压过滤：先将上层清液沿玻璃棒倒入贴好滤纸的漏斗中过滤，下面用蒸发皿承接。

待清液滤完后再逐步倒入悬浊液过滤，过滤近完时，用少量蒸馏水洗涤烧杯，洗涤液也倒入漏斗中过滤。

待全部滤完后，弃去滤渣。

4. 蒸发浓缩和结晶：将蒸发皿中的滤液用1mol/L H2SO4调至pH值在1～2之间后，加热蒸发浓缩（勿加热过猛，注意搅拌以免液体飞溅而损失），浓缩过程中注意用药匙刮下边缘上过早析出的晶体。

直至溶液表面刚出现薄层结晶（晶膜）时，立即停止加热，让其自然冷却到室温（勿要用水冷），慢慢地析出CuSO4·5H2O晶体。

5. 减压过滤：待蒸发皿底部用手摸感觉不到温热时，将晶体与母液转入已放好滤纸的布氏漏斗中进行抽滤，用玻璃棒轻轻搅拌，使晶体与滤纸分离。

由胆矾精制五水硫酸铜

由胆矾精制五水硫酸铜一、实验目的1.掌握电子秤的使用方法。

2.了解结晶过程基本知识。

3.掌握结晶与重结晶提纯物质的原理和方法。

4.掌握固体的加热溶解、水浴蒸发浓缩、热过滤、结晶与重结晶基本操作。

5.复习常压过滤、减压过滤。

二、基本原理本实验是以工业硫酸铜（俗名胆矾）为原料，精制五水硫酸铜。

工业胆矾含有不溶性杂质及Fe3+、Fe2+和Cl-等可溶性杂质。

不溶性杂质可用过滤方法除去。

可溶性杂质由于其含量较少，在结晶和重结晶过程中留在母液中而除去。

当把CuSO4溶液水浴蒸发浓缩时，当浓缩到溶质浓度大于在该温度下溶质的饱和溶解度时，会析出晶体。

当采用水浴蒸发浓缩和不断搅拌时，溶液表面的蒸发作用导致其浓度较大、温度较低而首先结晶，逐渐形成一层晶膜。

若冷却此溶液，就会有大量的晶体析出，从而达到分离和提纯的目的。

重结晶是根据CuSO4·5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质，在近沸时将晶体溶解至近饱和溶液，然后在室温下冷却析出晶体的过程，使夹杂在晶体中的杂质留在母液中，从而得到较纯的五水硫酸铜晶体。

三、仪器、药品电子称、滤纸、玻璃漏斗（短颈）、布氏漏斗、抽滤瓶、电炉工业硫酸铜，H2SO4 (3mol·dm-3)，乙醇（95%），25%硫氰酸钾溶液四、实验步骤1．胆矾中不溶性杂质的去除。

称取20.0g胆矾于烧杯中，加入40cm3水，加热、搅拌至充分溶解，趁热过滤除去不溶性杂质。

2.CuSO4·5H2O的结晶提纯将滤液转入蒸发皿内，加入2~3滴3mol·dm-3 H2SO4使溶液酸化。

水浴蒸发浓缩至溶液表面形成薄层晶膜（过饱和，注意观察现象），冷却至室温，减压过滤，得到粗硫酸铜，称重，量取母液体积并回收、另存备用。

3.CuSO4·5H2O重结晶提纯取0.5g粗硫酸铜晶体留作鉴别比较用。

其余粗硫酸铜晶体转入小烧杯中，按每克粗硫酸铜加入1cm3水的比例分批加入去离子水（先加入80% v/v水），再滴加7~8滴3mol·dm-3H2SO4，加热近沸，若晶体溶解不完全，再逐滴加入水（剩余的20%水）至沸腾时晶体刚好全部溶解（若发现有不溶物，则需再次热过滤）。

硫酸铜晶体培养原理

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饱和溶液的方法。

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)。

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。

CuO+H2SO4(浓）得到硫酸铜溶液，加热此溶液一直到沉淀不能溶解为止，冷却溶液，便能得到硫酸铜晶体。

由胆矾精制五水硫酸铜

由胆矾精制五水硫酸铜一、实验目的1.掌握电子秤的使用方法。

2.了解结晶过程基本知识。

3.掌握结晶与重结晶提纯物质的原理和方法。

4.掌握固体的加热溶解、水浴蒸发浓缩、热过滤、结晶与重结晶基本操作。

5.复习常压过滤、减压过滤。

二、基本原理本实验是以工业硫酸铜（俗名胆矾）为原料，精制五水硫酸铜。

工业胆矾含有不溶性杂质及Fe3+、Fe2+和Cl-等可溶性杂质。

不溶性杂质可用过滤方法除去。

可溶性杂质由于其含量较少，在结晶和重结晶过程中留在母液中而除去。

当把CuSO4溶液水浴蒸发浓缩时，当浓缩到溶质浓度大于在该温度下溶质的饱和溶解度时，会析出晶体。

当采用水浴蒸发浓缩和不断搅拌时，溶液表面的蒸发作用导致其浓度较大、温度较低而首先结晶，逐渐形成一层晶膜。

若冷却此溶液，就会有大量的晶体析出，从而达到分离和提纯的目的。

重结晶是根据CuSO4·5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质，在近沸时将晶体溶解至近饱和溶液，然后在室温下冷却析出晶体的过程，使夹杂在晶体中的杂质留在母液中，从而得到较纯的五水硫酸铜晶体。

三、仪器、药品电子称、滤纸、玻璃漏斗（短颈）、布氏漏斗、抽滤瓶、电炉工业硫酸铜，H2SO4 (3mol·dm-3)，乙醇（95%），25%硫氰酸钾溶液四、实验步骤1．胆矾中不溶性杂质的去除。

称取20.0g胆矾于烧杯中，加入40cm3水，加热、搅拌至充分溶解，趁热过滤除去不溶性杂质。

2.CuSO4·5H2O的结晶提纯将滤液转入蒸发皿内，加入2~3滴3mol·dm-3 H2SO4使溶液酸化。

水浴蒸发浓缩至溶液表面形成薄层晶膜（过饱和，注意观察现象），冷却至室温，减压过滤，得到粗硫酸铜，称重，量取母液体积并回收、另存备用。

3.CuSO4·5H2O重结晶提纯取0.5g粗硫酸铜晶体留作鉴别比较用。

其余粗硫酸铜晶体转入小烧杯中，按每克粗硫酸铜加入1cm3水的比例分批加入去离子水（先加入80% v/v水），再滴加7~8滴3mol·dm-3H2SO4，加热近沸，若晶体溶解不完全，再逐滴加入水（剩余的20%水）至沸腾时晶体刚好全部溶解（若发现有不溶物，则需再次热过滤）。

五水硫酸铜单晶的培养及热重分析

五水硫酸铜的单晶培养及热重分析2010级化学基地班：孙作榜孙雅静孙笑雨摘要：以自制的五水硫酸铜粗晶体为原料，自主探索用不同的方法培养五水硫酸铜单晶，并对探索过程中的经验和教训做出总结。

对培养出的单晶进行热重分析，通过图像计算出单晶中结晶水含量，以及五水硫酸铜的失水方式。

关键词:五水硫酸铜单晶培养热重分析结晶水一、实验过程1、实验仪器和药品仪器：烧杯，量筒，表面皿，布氏漏斗，抽滤瓶，玻璃棒，电磁加热器热重分析仪（TGA/SDTA851°）药品：五水硫酸铜产品，蒸馏水，2mol/L硫酸溶液2、实验原理五水硫酸铜在水中的溶解度原理一：根据五水硫酸铜晶体在不同温度下的溶解度，在温度较高的条件下制得五水硫酸铜晶体的饱和溶液，让其自然冷却，从析出的晶体中取一粒外形规则的做晶核，将其放入微饱和的溶液中，让其自然生长，即可得到规则的五水硫酸铜晶体。

原理二：硫酸铜晶体不溶于无水乙醇。

在饱和硫酸铜溶液中缓慢加入酒精，因为硫酸铜在酒精中溶解度校，酒精会结合一部分水，导致硫酸铜析出。

原理三：热重分析。

热重分析指的是在温度程序控制下，测量物质质量与温度之间的关系的技术。

质量的变化而不是重量变化是基于在磁场作用下，强磁性材料当达到居里点时，虽然无质量变化，却有表观失重。

而热重分析则指观测试样在受热过程中实质上的质量变化。

热重分析所用的仪器是热天平，它的基本原理是，样品重量变化所引起的天平位移量转化成电磁量，这个微小的电量经过放大器放大后，送人记录仪记录；而电量的大小正比于样品的重量变化量。

当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。

这时热重曲线就不是直线而是有所下降。

通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质。

3、实验步骤五水硫酸铜的提纯用重结晶法，多次加热浓缩五水硫酸铜溶液，流水冷却得晶体，抽滤，取晶体，重复如此步骤，至所得硫酸铜溶液呈非常透明的深蓝色为止。

五水硫酸铜的制备实验报告(大学化学)

实验报告一、实验目的1．了解由不活泼金属与酸作用制备盐的方法；2．学习重结晶法提纯物质的原理和方法；3．学习水浴加热、蒸发、浓缩，以及倾滗法、减压过滤。

二、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-结合得到产物硫酸铜：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273K～373K范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩后析出硫酸铜，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。

三、实验步骤1．稀释硫酸得到3mol·L-1硫酸，以备实验中使用。

2．称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却（由于本次实验铜片较为洁净故不必没有灼烧）放入蒸发皿中；3．加5.5mL3mol·L-1硫酸，2.5mL浓硝酸（硝酸分两批加入），盖上表面皿，当反应平稳后水浴加热。

在加热过程中视反应情况补加硫酸和浓硝酸（在保持反应继续进行的情况下，尽量少加硝酸）；4．铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离（本次试验铜比较纯，所以无需趁热倾滗）；5．水浴加热，蒸发浓缩至晶体膜出现6．冷却至室温，进行抽虑，得到粗产品称重（质量为3.971g）；7．将粗产品以1.2mL/g的比例，加热溶于水，趁热过滤（本实验，铜较纯净，无需趁热过滤）；8．溶液（滤液）自然冷却、再次进行抽滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体； 9．称重（质量为 2.054g），计算。

1四、实验结果（产率与重结晶率）（1）理论产物理论质量=1.5/64×250g=5.86g理论最终重结晶率=（353K时五水硫酸铜溶解度-293K时五水硫酸铜溶解度）/353K时五水硫酸铜溶解度=（83.8g-32.0g）/83.8g×100%=61.8%（2）实验值：粗产品质量=3.971g 最终产品质量=2.054g产率=产物质量/产物理论质量×100%=2.054g/5.86g×100%=35.05% 重结晶率=2.054g/3.971g×100%=51.73%五、结果讨论1.在进行实验步骤3时，水浴加热过程中，本组错误地将表面皿反扣，导致一部分水流失，使粗产品析出量减少；2.在进行实验步骤6中抽滤粗产品时，本组抽滤过度，使五水硫酸铜失水，硫酸铜再次流失，使得粗产品质量过低；3.在实验步骤8重结晶时，本组使其自然冷却结晶，得到晶体成色较好，不过时间较短，所得到的最终产品质量偏低。

硫酸铜重晶体实验报告

一、实验目的1. 了解重结晶法提纯物质的原理和方法；2. 学习水浴加热、蒸发、浓缩，以及倾泻法、减压过滤等实验操作；3. 掌握硫酸铜重结晶实验的操作步骤和注意事项。

二、实验原理硫酸铜（CuSO4·5H2O）是一种常见的无机化合物，在实验室中常用于制备硫酸铜晶体。

硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大，因此可以通过重结晶法提纯硫酸铜。

在实验过程中，首先将粗硫酸铜溶解于适量的水中，加热使其形成饱和溶液；然后趁热过滤，除去不溶性杂质；最后冷却溶液，使硫酸铜结晶析出，过滤得到纯硫酸铜晶体。

三、实验仪器与药品1. 仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、滤器、蒸发皿、加热装置、干燥器等；2. 药品：粗硫酸铜、蒸馏水、无水硫酸钠（或无水硫酸铜）。

四、实验步骤1. 称取一定量的粗硫酸铜，放入烧杯中；2. 加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其溶解；3. 将溶液加热至沸腾，继续搅拌；4. 趁热过滤，除去不溶性杂质，收集滤液；5. 将滤液倒入蒸发皿中，用加热装置加热，使溶液蒸发浓缩；6. 当溶液中出现晶体膜时，停止加热，自然冷却；7. 冷却过程中，晶体逐渐析出，收集晶体；8. 将晶体放入干燥器中，干燥至恒重。

五、实验数据记录与分析1. 称取的粗硫酸铜质量：5.00g；2. 收集到的纯硫酸铜晶体质量：4.20g；3. 纯度计算：纯度 = (收集到的纯硫酸铜晶体质量 / 称取的粗硫酸铜质量) × 100% = (4.20g /5.00g) × 100% = 84%。

六、实验结论1. 通过重结晶法，可以将粗硫酸铜提纯为纯硫酸铜晶体，纯度达到84%；2. 在实验过程中，加热、蒸发、冷却等步骤对实验结果有较大影响，应严格控制实验条件；3. 通过本次实验，掌握了硫酸铜重结晶实验的操作步骤和注意事项，为今后实验奠定了基础。

七、实验讨论1. 在实验过程中，溶液的浓度对晶体析出速度和纯度有较大影响。

适当提高溶液浓度，可以加快晶体析出速度，提高纯度；2. 在过滤过程中，滤纸的选择和过滤速度对实验结果也有一定影响。