废铜屑制备甲酸铜及其组成测定

废铜屑制备甲酸铜及其组成测定
李睿
（黑大化院化工2班）
摘要：用废铜屑制备甲酸铜，绿色环保，节约资源，保护环境。

关键词：废铜屑；甲酸铜；制备；组成测定
1引言
通过废铜屑制备甲酸铜及其组成测定实验，了解制备某些金属有机酸盐的原理和方法，和巩固固液分离，沉淀洗涤，蒸发，结晶等基本操作。

加深对于碘量法个氧化还原法的了解。

2实验内容
一，实验目的
（1）了解制备某些金属有机酸盐的原理和方法。

（2）巩固固液分离，沉淀洗涤，蒸发，结晶等基本操作。

二，基本原理
某些金属的有机盐可用相应的碳酸盐或碱式碳酸盐或氧化物与甲
酸或醋酸作用来制备。

而甲酸铜正是这种有机盐。

本实验用废铜屑和稀硫酸+过氧化氢溶解：
Cu+H
2SO
4
+H
2
O
2
===CuSO
4
+2H
2
O
然后将硫酸铜与碳酸钠反应：
2CuSO
4＋Na
2
CO＋H
2
O === Cu
2
(OH)
2
CO↓＋Na
2
SO
4
＋CO
2
↑
最后将其碱式碳酸铜与甲酸反应制得蓝色四水甲酸铜：
Cu
2(OH)
2
CO
3
+4HCOOH+5H
2
O===2Cu(HCOO)
2
·4H
2
O+CO
2
(g)
再烘干得到无水的甲酸铜为白色。

甲酸铜的组成测定
(1) 用分光光度法测定铜的含量
利用Cu2+与过量的NH
3·H
2
O作用生成深蓝色的配离子[Cu(NH
3
)
4
]2+，这种配离子
对波长为610nm的光具有强吸收，而且在一定浓度下，它对光的吸收程度(用吸光度A表示)与溶液浓度成正比。

因此有分光光度计测得甲酸铜溶液中Cu2+与
NH
3·H
2
O作用后生成的[Cu(NH
3
)
4
]2+溶液的吸光度，利用工作曲线并通过计算就能
确定才c(Cu2+)浓度，因此计算出Cu2+的含量。

附：工作曲线的绘制配制一系列[Cu(NH
3)
4
] 2+标准溶液，用分光光度计测定该
标准系列中各溶液的吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，相应的Cu2+浓度为横坐标作图得到的直线称为工作曲线。

(2) 用高锰酸钾测定甲酸根的量
甲酸根在酸性介质中可被高锰酸钾定量氧化，反应方程式为
MnO
4-+5COO-+8H+＝Mn2++5CO
2
+4H
2
O
用已知浓度的高锰酸钾标准溶液滴定，由消耗的高锰酸钾的量，便可求处于
只反应得甲酸根的量
三，仪器与药品
托盘天平，研钵，温度计，
废铜屑，浓HN O₃，3 mol/L H₂SO₄， NaHCO₃(s)，HCOOH，
1mol·L-1Na
2S
2
O
3
溶液（称取12.5gNa
2
S
2
O
3
·5H
2
O用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解，
加入0.1gNa
2CO
3
，用新煮沸并冷却的蒸馏水稀释至500mL，贮存于棕色瓶中，于
暗处放置7～14天后标定），0.5%淀粉溶液，6mol·L-1HCl，20%KI溶液，10%KSCN
溶液，0.1mol·L-1Na
2S
2
O
3
溶液，0.02mol·L-1K
2
Cr
2
O
7
溶液，1mol·L-1 H
2
SO
4
溶液。

MnSO4滴定液5mL，0.01 mol/L KMnO4标准溶液，1mol/L H2SO4。

四，实验步骤
(一)甲酸铜制备
1、无水硫酸铜的制备
准确称取废铜屑4.0~5.0g，于100ml烧杯中，向其中加入50ml 2mol/L稀硫酸，加热至无气泡产生，过滤洗涤铜屑。

然后加入2mol/L稀硫酸40ml和3.6mol/L 过氧化氢溶液60ml加热至铜全部溶解。

继续加热至出现晶膜，冷却至出现晶体，后减压过滤，将晶体晾干。

2、碱式碳酸铜的制备
准确称取上述步骤所得晶体13.0~14.0g，再称取10gNa2CO3.10H2O(或6g无水碳酸钠)，将两者混合研碎，将混合物迅速投入100ml沸水中（此时停止加热），混合物加完后，再加热近沸几分钟，有蓝绿色沉淀产生，抽滤洗涤，直至滤液中不含SO42- 为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体。

3、甲酸铜的制备
将前面制得的晶体放入烧杯内，加入约20ml蒸馏水，加热搅拌至320K左右，逐滴加入适量的甲酸至沉淀完全溶解，趁热过滤，滤液在通风橱下蒸发至原体积的1/3,左右。

冷却至室温，减压过滤，用少量乙醇洗涤2次，抽滤至干，称重，计算产率。

称取12.5gCuSO4·5H2O（0.05mol）和9.5gNaHCO3于研钵中，磨细和混合均匀。

在快速搅拌下将混合物分多次小量缓慢加入到100mL近沸的蒸馏水（此时停止加热）。

混合物加完后，再加热近沸数分钟。

静置澄清后，用倾析法洗涤沉淀至溶液无SO42-。

抽滤至干，称重。

(二)甲酸铜组成测定
1、结晶水的测定
(1)将一个称量瓶放入烘箱内在110℃下加入1h，然后置于干燥器内冷却，称重。

(2)准确称取上述制得药品3.0g，放入已称重的称量瓶中，置于烘箱内在110℃下加热1.5h，然后置于干燥器中冷却，称重，重复干燥、冷却、称量等操作，直到恒重。

2、铜离子含量测定
分别吸取0.40、0.80、1.20、1.60和2.00 mL 0.100 mol·L-1 CuSO
4
溶液于5个
50 mL容量瓶中，各加入（1:1）NH
3·H
2
O 4 mL，摇匀，用蒸馏水稀释至刻度，再
摇匀。

以蒸馏水作参比液，选用1cm比色皿，选择入射光波长为610nm，用分光光度计分别测定各号溶液的吸光度，填入表5-6中。

以吸光度为纵坐标，相应Cu2+浓度为横坐标，绘制工作曲线。

(2)饱和溶液中Cu2+浓度的测定
取上述制得的Cu(CHOO)
2·4H
2
O固体配制成溶液于50mL容量瓶中，加入的（1:1）
NH
3·H
2
O 4mL，摇匀，用水稀释至刻度，再摇匀。

按上述测工作曲线同样条件测
定溶液的吸光度。

根据工作曲线求出饱和溶液中的c(Cu2+)。

3、钾酸根含量的测定
(1)KMnO4溶液的标定
精确称取3份草酸钠（每份0.15~0.18g），分别放在250ml锥形瓶中，并加入50ml水，待草酸钠溶解后，加入15ml浓度为2mol/LH2SO4,从滴定管中放出约10ml待标定的KMnO4溶液到锥形瓶中，加热70~80℃（不高于85℃）直到紫红色消失，再用KMnO4溶液滴定热溶液直到微红色在30s内不消褪，记下消耗的溶液体积，计算其准确浓度。

(2)钾酸根含量的测定
将制得的Cu(CHOO)
2·4H
2
O产品在383 K的温度下干燥1.5～2.0个小时，然后
再干燥器中冷却备用。

准确称取0.6 g固体样品，置于100 mL烧杯中，加蒸馏水溶解，然后转入250 mL容量瓶中加蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

用移液管量取25.O0 mL试液，注入锥形瓶中，加入0.2 g无水碳酸钠，30.O0 mL 0.1 mol/L的高锰酸钾标准溶液，在8O℃水浴中加热30 min，冷却。

加入10 mL 4 mol/L硫酸、2.0 g碘化钾，加盖于暗处放置5 min，用0.1 mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定，近终点时，加入3 mL 0.5%的淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色消失。

同时作空白试验。

ω(HCOO-)＝(V1-V2)×C×22.52×10-3/(G×25/250)×100%
式中：V1为空白试验硫代硫酸钠标准溶液用量（mL）；V2为样品滴定消耗硫代硫酸钠用量（mL）；C为硫代硫酸钠标准溶液浓度（mol/L）；G为试样质量（g）；22.52为每0.5 mol甲酸根的克数。

参考文献
[1]朱志彪，范乃英，侯海鸽，无机及分析化学实验，哈尔滨工业大学出版社，2008
五，数据记录
2+
(2)根据Cu(IO
3)
2
饱和溶液吸光度，通过工作曲线求出饱和溶液中的Cu2+浓度，
计算Cu2+含量。