实验二 水合硫酸铜的制备实验.doc

实验二水合硫酸铜的制备一、实验目的 。 、蒸发皿、坩埚钳、表面皿的使用。 ,减压过滤,溶解和结晶。二、教学的方法及教学手段讲解法,学生实验法,巡回指导法三、教学重点 1、由废铜屑制备硫酸铜 2、倾析法 3、重结晶法四、教学难点废铜屑制备硫酸铜、倾析法、重结晶法五、主要仪器与试剂烧杯量筒热过滤漏斗减压过滤装置台称坩埚钳,蒸发皿。 Cu (s)、 H 2 SO 4、浓 HNO 3 六、实验原理 1. 制备原理由不活泼的金属制备其盐类,首先要将其氧化,然后再转化为相应的盐。工业上制备硫酸铜,先把铜灼烧为氧化铜 CuO ,再与适当浓度的硫酸作用生成硫酸铜。本实验采用浓硝酸作氧化剂,以废铜屑与硫酸、浓硝酸反应来制备硫酸铜。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成 Cu 2+, Cu 2+与 SO 4 2-结合得到产物硫酸铜。反应式为: Cu + 2HNO 3+H 2 SO 4 =CuSO 4 +2NO 2↑+2H 2O CuSO 4 +5H 2O= CuSO 4·5H 2O 2. 提纯原理反应溶液中除生成硫酸铜 CuSO 4外,还含有一定量的硝酸铜和其他一些可溶性杂质及不可溶杂质。对于未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾析法除去。利用硝酸铜的溶解度在273 ~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。表1硫酸铜与硝酸铜的溶解度 T/K 273 293 313 333 353 373 五水硫酸铜 硝酸铜 3. 重结晶法提纯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。七、操作步骤 1. 硫酸铜粗品的制备①称量 2g 铜屑于蒸发皿中,蒸发皿放在泥三角上,先用小火预热,再逐渐加大火焰用强火灼烧, 灼烧至表面呈现黑色, 让其自然冷却至近室温。②将蒸发皿移至通风橱中, 加入 8 mL 的 3mol /L硫酸溶液, 然后分批加入 7mL 浓硝酸溶液。加浓硝酸之后有黄棕色气体生成,溶液呈蓝色。待反应平稳后,盖上表面皿在水浴上加热。加热过程中需补加 /L硫酸。若铜屑未完全反应,可加入少量浓硝酸溶液(在反应继续进行的情况下,尽量少加硝酸溶液)。③铜近于完全溶解后,趁热倾析法将溶液倾入小烧杯中。④除去不溶性杂质后,溶液再转入洗净的蒸发皿中。在水浴上加热蒸发浓缩到表面出现晶体膜为止。注意,最好从中间成膜。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。⑤自然冷却一段时间后,将蒸发皿用水冷却至室温,吸滤得蓝色的五水硫酸铜 CuSO 4·5H 2O晶体。注意从滤瓶中倒出液体时要快,所以应事先准备好一个干的小烧杯。滤液收在小烧杯中留作培养大结晶。⑥称重,观察硫酸铜的晶型。 2. 重结晶法提纯硫酸铜①将硫酸铜粗品按 1g加