结晶水含量的测定
高中化学实验硫酸铜结晶水含量测定
实验一硫酸铜晶体中结晶水含量的测定（1）测定原理：CuSO4·5H2O中，Cu(H2O)42+与SO42-·H2O，其中前者是蓝色的，后者是_______色的。
5个水分子与CuSO4结合力是__________，在383 K时，Cu(H2O)42+失去4个水分子，在531 K时，才能使_________中的水失去。
（2）测定标准记量：如果用w为托盘天平称量坩埚的质量，w2为坩埚与晶体的总质量，w3是无水CuS04与坩埚再加热，放在干燥器中冷却后的质量。
设x为结晶水的物质的量，则计算x的数学表达式为值只有在4.9-5.1之间，才表明实验是成功的。
（3）测定误差分析：你认为在_________条件下会导致实验失败。
你认为产生误差的可能情况有哪些? (至少写五种)问题：脱水后的白色CuSO4粉未为什么要放在干燥器中冷却？重点点拨做此实验如果没有瓷坩埚、坩埚钳、铁架台等仪器，可用试管和试管夹代替来做，步骤如下：①用天平准确称量出干燥试管的质量，然后称取已研碎的CuSO4·5H2O并放入干燥的试管。
CuSO4·5H2O应铺在试管底部。
②把装有CuS04·5H20的试管用试管夹夹住，使管口向下倾斜，用酒精灯慢慢加热。
应先从试管底部加热，然后将加热部位逐步前移，至CuS04·5H2O完全变白：当不再有水蒸气逸出时，仍继续前移加热，使冷凝管在试管壁上的水全部变成气体逸出。
③待试管冷却后，在天平上迅速称出试管和CuSO4的质量。
④加热，再称量，至两次称量误差不超过0.1为止。
问题：该实验为什么以两次称量误差不超过0.1 g(即(0.1 g)作为标准?答：用加热的方法除去CuSO4·5H2O中的结晶水，为了避免加热时间过长或温度过高造成的CuS04分解，就不可避免的没有使CuSO4·5H2O中结晶水全部失去，这势必会造成新的误差。
为此，本实验采取了多次加热的方法，以尽可能的使晶体中的结晶水全部失去。
《10.2结晶水合物中结晶水含量的测定（第一课时）》教案
《10.2结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定（第⼀课时）》教案《10.2结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定（第⼀课时）》教案松江四中李婉⼀、设计思路1.教材分析本节课是沪科版《化学》⾼⼆年级第⼀学期第⼗章“学习⼏种定量测定⽅法”第⼆节“结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定”第⼀课时内容。
第⼗章共有三个定量实验：“测定1mol⽓体的体积”“结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定”“酸碱滴定”，其中“测定1mol⽓体的体积”是拓展型课程内容，因此“结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定”就成为本章的第⼀个定量实验，是学⽣学习定量测定⽅法的第⼀课，也是学⽣学习的第⼀种定量测定⽅法——重量法。
因此，本节课设计思路：既然是第⼀课，那么本节课的任务是带领学⽣进⼊定量测定实验的殿堂，在完成本节课后对定量实验的核⼼——“精准性”留下深刻的印象。
教学设计让学⽣在测定物质组成的过程中，始终围绕着“精准性”徐徐展开内容，感受“精准性”在定量测定中的意义和价值，为后⾯学习“中和滴定”和拓展型课程中的“⽓体摩尔体积的测定”、“⼩苏打中碳酸氢钠的含量测定”打好基础。
2.教学基本要求分析《上海市⾼中化学学科教学基本要求》中指出：⾼中阶段共学习5个定量实验，按基础性课程和拓展型课程的顺序，分别是“配制⼀定物质的量浓度的溶液”、“结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定”、“中和滴定”、“⽓体摩尔体积的测定?”、“⼩苏打中碳酸氢钠的含量测定?”。
其中对“结晶⽔合物中结晶⽔含量的测定”的学习⽔平要求：知识⽔平C级，技能⽔平C级；即知识达到运⽤层⾯，能将所学内容应⽤到新的情境中，并⽤于解决简单的问题；技能达到设计层⾯，能根据具体情境的需要，选择、组合相关实验操作，解决问题。
虽然，在⾼⼀年级学习“配制⼀定物质的量浓度的溶液”时初次接触了定量实验，但对定量实验的“精准性”核⼼只有⼀个模糊的印象，技能⽔平也只要求达到B级：能规范、熟练地完成某种操作的⽔平。
⽽本节课要在其基础上，技能⽔平有所提⾼，要求达到C级设计⽔平；但是在具体要求⼀栏的描述中，并没有出现设计⽅案四个字，⽽是解释实验原理、复述恒重操作要点的概念和操作要点、描述实验步骤、归纳仪器使⽤要点。
结晶水含量的测定(重量法)
x+y=m2-m1
x+
106 168
y=m量用其他方法的测定
量气法
4.重量法测定实验设计练习
青 衣
.
5
下课
作业 《课》 100~101页
青 衣
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6
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结晶水含量的测定 ——重量法
青 衣
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1
定量试验测定的基本方法
量气法
重量法 *滴定法
凡是在空气中能稳定 存在，质量的变化与反应 进程有关的变化，都可以 用质量法进行定量测定。
青 衣
.
2
1.硫酸铜晶体结晶水含量的重量法测定
CuSO4·xH2O →▲ CuSO4 ＋ xH2O↑
160
18X
=
mCuSO4 mH2O
X= m(H2O) / 18 m(CuSO4) / 160
青
衣
.
3
2.固体混合物含量的重量法测定
2NaHCO3→NaCO3+CO2 +H2O △m
2 X 84 106
44+18
y
m2-m3
设NaHCO3 为 x克 NaCO3 为y克 x= 8341m3-m1- 5331m2
青 衣
y= 8341m2-m3
结晶水含量的测定
8、晶体未研成粉末，加热后还有少量颗粒（未损失
晶体）
↓
9、晶体未完全变白，就停止加热 ↓
10、加热时间太长，部分变黑 ↑
On the evening of July 24, 2021
实验习题
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回答硫酸铜晶体中结晶水含量测定实验的有关问题：
（1）下面是学生甲做硫酸铜晶体里结晶水含量测定实验记 录的数据。
1．CuSO4·5H2O在常温和通常湿度下既不易风化，也不易 潮解，是一种比较稳定的结晶水合物。CuSO4·5H2O受热时逐步 失去结晶水的过程可表示如下：
CuSO4·5H2O 102℃ CuSO4·3H2O 113℃ CuSO4·H2O 250℃CuSO4
：
在250℃以下，CuSO4·5H2O失掉的结晶水是全量的4/5，剩 下的1个水分子需要在较高的温度下才能失去。
②加热过程中有少量CuSO4粉末溅出____偏__大____________；
③加热后，坩埚放置在空气中冷却称重 偏小
___________________。
On the evening of July 24, 2021
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（3）某学生为测定胆矾中结晶水的质量分数得到以下数据
4、坩埚在干燥器里冷却后，放在天平上称量， 记下坩埚和硫酸铜的质量后，再加热再冷却再称量， 若质量变化较大（两次称量的误差超过0.1克），则 必须再重复上述操作，直到质量变化不大为止（两次 称量的误差不超过0.1克）。
结晶水含量测定
结晶水含量测定实验今天的实验我们要来测定硫酸铜晶体结晶水的含量。
硫酸铜晶体加热分解成一份硫酸铜和X份水，我们今天要测含量就是测CuSO4▪XH2O中X的值。
实验中要用到电子天平和干燥器，实验室里有4个电子天平和干燥器，都放在前面，由于数量较少，大家使用的时候要有秩序一点，抓紧点时间。
至于坩埚、泥三角等在课堂上已经给大家介绍过了，我就不重复了。
我们重点来看看实验步骤。
1.研磨晶体。
书上要求将硫酸铜晶体仔细研磨成粉末，不能有颗粒状的晶体存在。
提问：如果有颗粒状的晶体存在将会使实验结果怎么样因为由于我们实验室给的晶体已经是比较细的了，所以我们就不用研磨了。
2.称量（干燥）坩埚。
称量前先检查坩埚是不是干燥的，如果有水可以用纸擦干。
我们用坩埚钳移动坩埚，电子天平要先清零(t)，再讲坩埚放进去称量。
称量时记得将侧门关上。
测得坩埚的质量是m0.要注意的是，我们每测一个数据都要及时记录下来。
电子天平是精确到的，因此，我们在记录数据的时候也要记到小数点后三位。
3.称量晶体和坩埚。
坩埚质量称好之后，记好数据，不需要将坩埚拿出来，我们就可以直接向坩埚中加入晶体了。
我们要称大约2g晶体，先用药匙直接往坩埚里加，注意观察度数，如果坩埚重，我们就要加药品到度数为20g，当快接近我们所需要的量之后，就像这样（演示打手腕使晶体抖落）。
2g大约只有2药匙。
这样加可以使称得的晶体质量不会过量，可以节省药品。
这时候测得的质量为m2.4.灼烧晶体。
我们将仪器像这样搭好（演示）用坩埚钳将坩埚移动到泥三角上（演示）慢慢加热，并用玻璃棒不断搅拌，但不能太剧烈，有些人这样剧烈搅拌可以会产生什么后果使晶体溅出。
提问：如果晶体溅出则实验结果会怎样因为加热时可以用坩埚钳将坩埚夹住固定，防止它倾倒。
当蓝色完全变为白色时，注意一定要等它完全变白了，才能移去火焰。
有可能我们一直加热仍有一点蓝色，但是硫酸铜已经变成粉末状了，这时候就可以停止加热了。
同时不能加热时间太长，使晶体变黑。
03 定量实验3-硫酸铜晶体中结晶水含量的测定(学生版)
定量实验3：硫酸铜晶体中结晶水含量的测定教材梳理一、实验原理1．硫酸铜晶体是一种比较稳定的结晶水合物，当加热到258℃左右时将全部失去结晶水，根据加热前后的质量差，可推算出其晶体的结晶水含量。
2．测定硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O）中结晶水的含量的思路加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就是结晶水的质量。
计算公式：二、实验过程1. 实验目的测定硫酸铜晶体中结晶水的含量（CuSO4·x H2O中x的值）2. 实验仪器研钵、电子天平、坩埚、坩埚钳、药匙、泥三角、酒精灯、玻璃棒、干燥器、铁架台（铁圈）泥三角坩埚坩埚钳电子天平干燥器干燥器是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。
干燥器的使用注意事项：（1）干燥剂不可放得太多，以免沾污坩埚底部。
（2）搬移干燥器时，要用双手拿着，用大拇指紧紧按住盖子。
（3）打开干燥器时，不能往上掀盖，应用左手按住干燥器，右手小心地把盖子稍微推开，等冷空气徐徐进入后，才能完全推开，盖子必须仰放在桌子上。
（4）不可将太热的物体放入干燥器中。
（5）有时较热的物体放入干燥器中后，空气受热膨胀会把盖子顶起来，为了防止盖子被打翻，应当用手按OxHCuSOOxHCuSO2424·+−→−△xOHMOHmCuSOMCuSOm∶∶1)()()()(2244=xOHMCuSOmOxHCuSOmCuSOMCuSOm∶∶1)()()·()()(242444=-住，不时把盖子稍微推开。
（6）灼烧或烘干后的坩埚和沉淀，在干燥器内不宜放置过久，否则会因吸收一些水分而使质量略有增加。
（7）变色硅胶干燥时为蓝色，受潮后变粉红色。
可以在120℃烘受潮的硅胶待其变蓝后反复使用，直至破碎不能用为止。
3．实验步骤（1）研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。
(防止加热时可能发生迸溅) （2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m 0g ）。
10.2-1结晶水含量测定的原理及恒重操作
〔练习与评价三〕
3、过氧化钙（CaO2·xH2O）是一种安全无毒的物 质，带有数量不等的结晶水，通常还含有部分氧化
钙。
（1）现称取0.542g过氧化钙样品，灼烧时发生如
下反应，2CaO2·xH2O→2CaO+O2↑+2xH2O，得 到标0准.0状06态m下o的l 氧气67.2ml，则样品中过氧化钙的
=
1 x
(m2-m0)/160 (m1-m2)/18
1 =x
探究一
探究二
探究三
探究四
目标与要求 准备与导入 探究与深化 练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
〔探究与深化二〕
(4-1)
为了确保实验的准确性，操作上除了要求 称量准确、加热时晶体不能飞溅损失等，关键 是确保硫酸铜晶体完全分解成无水硫酸铜，如 何判断完全分解？
=
(5-4)
1 x
问题：本实验中需多次称量，如何能避免物质转 移过程中的误差？
为了操作的方便和精确，此实验中各阶段的 固体物质都是放在同一坩埚里，连同坩埚的 质量一起称量，其间没有固体物质的转移。
探究一
探究二
探究三
探究四
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电子天平、坩埚、坩埚钳、干燥
称量次序 m(坩埚+无 水碳酸钠)g
1
48.520
__器__、_玻__璃__棒__、__酒_精__灯__________
2
44.823
（2）是否需要第五次加热、冷却再
3
称量？为什么？ 不需要
4
（3）数据处理：
43.102 43.102
m(无水碳酸钠)=_1_0_._6_0_2_g___,m(结晶水)=1_2_._5_9_6_g_____。
三大实验--结晶水合物中结晶水含量的测定解读
1.550
2.334
0.950
1.354
用表格数据计算X值；第一次： 5.45 ，第二次： 5.16 ，平均值： 5.31
实验误差=
= 6.1%
尽可能多的找出实验误差的原因
（1）加热要充分但不“过头”（加热不充分，硫酸铜晶体没有完 全分解；加热温度过高CuSO4也分解）要进行恒重操作
（2）称量读数要正确 （3）加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃棒少量带走 （4）硫酸铜晶体研碎 （5）晶体加热后一定要将坩埚放在干燥器中冷却
加热坩埚需要垫石棉网吗?
✓ 不需要,坩埚可直接加热,但要放在泥三角上加热
加热时为什么要不断搅拌?
✓ 防止局部过热造成晶体飞溅，实验结果偏大.搅拌时需 用坩埚钳夹住坩埚,防止跌落
四、实验步骤
❖ 学生讨论
加热到何时可以停止加热？
加热结束后为什么要冷却后称量？为什么 要放在干燥器中冷却？
✓ 温度较高时称量会损坏天平;在空气中冷却会又吸 收空气中的水蒸气,影响测定结果.
准确称量瓷坩埚+无水硫酸铜的质量
（5）恒重操作：再加热，再冷却，再称重，直到
两次称量误差不得超过0.001g，
称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m2）
（6）计算：根据实验测得的结果 计算硫酸铜晶体中结晶水X。
x
m1 m2 m2 m0
160 18
实验步骤
1．研磨 在研钵中将硫酸铜晶体研碎。 注意事项：加热前,一定要把硫酸铜晶体
CuSO4·xH 2O ol
加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就
是结晶水的质量。计算公式：
m H2O x nH 2O 18 160mH2O
nCuSO4 mCuSO4 18mCuSO4 160
结晶水合物中结晶水含量的测定的实验原理
10.2 结晶水合物中结晶水含量的测定学案（第1课时）学习目标解释结晶水合物中结晶水含量的测定的实验原理描述结晶水合物中结晶水含量的测定的实验步骤归纳结晶水合物中结晶水含量的测定的实验要点知识梳理1．实验原理：CuSO4 ·x H2O CuSO4 + x H2O↑160 g 18 x gA gB g (A-B) gx =2. 操作步骤：（1）研磨：在中将硫酸铜晶体研碎。
（2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（W0 g）。
（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（W1g）。
（4）加热：加热至色晶体全部变为色粉末，并放入中冷却。
（5）：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（W2g）。
（6）：把盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。
（7）：将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量（两次称量误差不得超过g）。
（8）计算：根据实验测得的结果计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。
简称：“”、“”、“”、“”。
（9）依据理论值计算误差。
绝对误差 = ______________ ；相对误差 = ___________________。
3．注意事项①晶体加热后先放在石棉网上稍冷却，之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。
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。
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。
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。
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。
学生练习1．下面是学生甲做硫酸铜晶体里结晶水含量测定实验记录的数据。
坩埚质量：m1 g，坩埚＋硫酸铜晶体质量：m2g 坩埚＋无水CuSO4质量为：m3 g则硫酸铜晶体C uSO4·nH2O中的n的计算公式为：2．根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验。
高中化学-结晶水含量的测定
（9）配制100mL0.20mol/L氯化钾溶液：某学生将准确称量的1.49g氯化钾固体放入烧杯中，加入约30mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其溶解。将溶液由烧杯倒入100mL容量瓶中，然后往容量瓶中小心地加蒸馏水，直到液面接近刻度2~3cm处，改用胶头滴管加蒸馏水，使溶液凹液面最低点恰好与刻度相切，把容量瓶盖紧，再震荡摇匀。该学生操作中的错误是____________________________________和_______________________。
（3）加入的A是________，检验A是否过量的方法是_____________________________________________________________________________________。
（4）过滤时，某学生的操作如右上图，请用文字说明图中的错误_____________________________
（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，并记下瓷坩埚和无水硫酸铜的质量，到两次称量的质量相差不超过0.001g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含量。
_______________________________________________
D．原样品中含有少量硫酸钠固体
变式2：在进行硫酸铜晶体中结晶水含量的测定中，会出现各种情况，请说明下列几种情况分别对实验结果会产生什么影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）？并简述原因。
（1）胆矾晶体的样品中含有加热时不分解的杂质。
（2）使用前，瓷坩埚未干燥，含少量水滴。
结晶水合物中结晶水含量的测定
二、实验方案与步骤
研钵） 研磨： （1）研磨：将硫酸铜晶体研碎 （研钵） 以防止加热时硫酸铜晶体发生飞溅 （以防止加热时硫酸铜晶体发生飞溅） 称量： （2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅 质量（ 质量（m0） （电子天平、瓷坩埚、坩埚钳） 电子天平、瓷坩埚、坩埚钳） 称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（ 称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m1） 加热： （3）加热：加热至蓝色晶体全部变为白色 粉末 （酒精灯、铁架台、铁圈、泥三角、玻璃棒 ） 酒精灯、铁架台、铁圈、泥三角、
名 称
第一次
第二次
数 据 记 录 表 设 计
瓷坩埚质量（ 瓷坩埚质量（m 0克） 硫酸铜晶体质量（ 瓷坩埚 + 硫酸铜晶体质量（m 1克） 瓷坩埚 + 无水硫酸铜质量（m 2克） 无水硫酸铜质量（ 硫酸铜晶体质量（m 1 －m 0） 硫酸铜晶体质量（ 无水硫酸铜质量（ 无水硫酸铜质量（m 2 －m 0） 结晶水质量（ 结晶水质量（m 1 －m 2） X的值（精确到小数 位） 的值（ 的值 精确到小数2位 实验平均值
10.2结晶水合物中结晶水含量的测定 结晶水合物中结晶水含量的测定
一、结晶水含量测定的原理 CuSO4·xH2O
化学反应
CuSO4· xH2O CuSO4 + xH2O
实验 原理
所测数据 计算公式
硫酸铜晶体质量m 硫酸铜晶体质量 1 无水硫酸铜质量m 无水硫酸铜质量 2
X= m1 － m2 18 m2 160
（8）误差分析 相对误差= 相对误差
理论值——5 5 理论值
实验测定值实验测定值- 5 *100% 5
Hale Waihona Puke 绝对误差= 实验测定值绝对误差 实验测定值- 5 合理测定值范围：4.90~5.10 合理测定值范围：
高三化学结晶水测定实验报告
一、实验名称：硫酸铜晶体中结晶水含量的测定
二、实验目的：结晶水含量的测定、热重曲线分析
三、实验原理：CuSO4xH2O=（加热）=CuSO4+xH2O
1mol xmol
称取一定质量的硫酸铜晶体，将其加热失去全部结晶水后再进行称量，就可以得到硫酸铜的质量和结晶水的质量。再根据各自的摩尔质量，就可以求出物质的量。
①仪器B的名称是。
②将下列实验操作步骤正确排序__________（填标号）；
重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。
a.点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2，缓缓通入N2e.称量A f.冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
④称量待坩埚在干燥器里冷却后，将坩埚放在天平上称量，记下坩埚和无水硫酸铜总质量m2。
⑤再加热冷却再称量至恒重把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热，然后放在干燥器里冷却后再称量，记下质量，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止，称得质量为m3。
⑥计算根据实验数据计算硫酸铜晶体里结晶水的质量分数和化学式中x的实验值。
⑨晶体未完全变白，就停止加热
⑩加热时间太长，部分变黑
1.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：
为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。按下图连接好装置进行实验。
1.实验仪器和试剂:
仪器：托盘天平、研钵、坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、酒精灯、干燥器、石棉网
10.2-1结晶水含量测定的原理及恒重操作报告
目标与要求 准备与导入 探究与深化
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
10.2-1结晶水含量测定的原理 及恒重操作
目标与要求 准备与导入 探究与深化
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
教学目标
学习要求
目标与要求 准备与导入 探究与深化
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
160(m1-m2) X= 18m2
探究一 探究二 探究三 探究四
目标与要求 准备与导入 探究与深化
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
〔探究与深化一〕
(5-4)
一、结晶水含量测定的原理
n(CuSO4) = n(H2O) m(CuSO4)/M(CuSO4) m(H2O)/究一
探究二
探究三
探究四
目标与要求 准备与导入 探究与深化
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
〔探究与深化一〕
(5-3)
讨论
依据以上原理，请你初步设计一个确定硫酸 铜晶体化学式的实验步骤。
1、称量CuSO4· xH2O （m1g） 2、在坩埚中加热分解 3、冷却 4、称量CuSO4 （m2 g） 5、计算 m2 160 m(H2O)=(m1-m2)g (m -m ) ： 1 2 =1：x 18
情感态度与价值观
通过实验方案的讨论，体验实事求是、严肃认真、一丝不苟 的科学态度在定量测定实验中的意义。
教学目标
目标与要求 准备与导入 探究与深化
学习要求
练习与评价 回顾与小结 作业与拓展 资源与链接
〔学习要求 〕
1.掌握结晶水合物中结晶水含量的测定原理，学 会测定硫酸铜晶体中结晶水含量的方法。 2.初步学会瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的使用， 学会使用瓷坩埚的灼烧技能。 3.理解和学会恒重等基本操作技能。
高中化学-结晶水含量的测定(教师版)
一、实验原理结晶水合物受热能够失去结晶水，硫酸铜晶体（蓝色）在110℃开始失去部分结晶水，150℃时失去全部结晶水，生成白色的无水硫酸铜。
650℃硫酸铜分解成黑色的氧化铜。
CuSO 4·xH 2O −→−∆CuSO 4 + xH 2OCuSO 4 −−→−℃650 CuO + SO 3x O H m CuSO m :118)(160)(24=：24160m(H O)x 18m(CuSO )=22118)(160m m m x -=式中：m 1=m(CuSO 4·xH 2O)，m 2=m(CuSO 4)二、实验仪器和装置1．瓷坩埚、坩埚钳、泥三角瓷坩埚用于加热或灼烧固体物质，加热、灼烧时应放在泥三角上进行。
热的瓷坩埚及坩埚盖取放时要用坩埚钳。
2．干燥器干燥器用于保存干燥的物质。
由普通厚玻璃制成，内有带孔瓷板，玻璃盖与容器应与磨砂面保持吻合。
容器内下部装有干燥剂（如无水氯化钙、碱石灰、浓硫酸等）。
脱水后的白色CuSO 4粉末和坩埚要放在干燥器里进行冷却，因为CuSO 4具有很强的吸湿性，在空气中会重新吸水形成水合物。
结晶水含量的测定知识梳理()1220160(m m )18m m --【知识拓展】化学干燥剂脱水原理分为两种：℃与水可逆地结合生成水合物，如氯化钙、硫酸镁等； ℃干燥剂与水发生不可逆的化学反应，生成新的化合物。
注意：选用干燥剂时，必须注意不与被干燥的物质发生化学反应，不溶于被干燥的物质中。
三、实验1．实验操作（1）研磨：在研钵中用研棒将硫酸铜晶体研碎。
（2）称量：准确称量干燥的瓷坩埚的重量，并记下瓷坩埚的质量m 0，并用此坩埚准确称取一定质量已研碎的硫酸铜晶体，并记下坩埚钳和硫酸铜晶体的质量m 1。
（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）。
（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m 2。
（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，并记下瓷坩埚和无水硫酸铜的质量，到两次称量的质量相差不超过0.001g 为止。
结晶水含量测定
四、实验步骤
4.冷却：将坩埚放在干燥器里冷却。 4.冷却：将坩埚放在干燥器里冷却。 冷却 5.称量 坩埚+无水硫酸铜的质量（ 5.称量：坩埚+无水硫酸铜的质量（m3）。 称量： 6.恒重： 6.恒重：m4。 恒重 7.计算 化学式中n的实验值。 7.计算：化学式中n的实验值。 计算：
“四称”、“两热” 四称” 四称 两热”
需测定的量 m(CuSO4) M(CuSO4) ∶ m(H2O) M(H2O) = 1∶n ∶ 固定值
怎样测定水的质量？ 怎样测定水的质量？
用浓硫 酸吸水
用碱石 灰吸水
将水冷凝 将水冷凝
实际实验中水的质量是间接计算出来的。 实际实验中水的质量是间接计算出来的。 CuSO4·nH2O的质量 的质量 CuSO4的质量
怎样知道硫酸铜晶体中的水已全部被加热失去呢？ 怎样知道硫酸铜晶体中的水已全部被加热失去呢？ 恒重操作（两次加热，两次称重， 恒重操作（两次加热，两次称重，两次称重 的结果相差不超过0.001g） 的结果相差不超过 ）
如某次实验，两次称重的结果如下： 如某次实验，两次称重的结果如下： 第一次： 第一次：25.678 g 第二次： 第二次：25.432 g 用哪次称重结果作为计算依据？ 用哪次称重结果作为计算依据？ 强调：一定要最后两次的称重结果相差不超过 强调： 0.001 g。 。
102结晶水合物中结晶水含量的测定硫酸铜晶体结晶水含量的测定定量实验方法重量法?现有某硫酸铜晶体cuso4nh2o如果要求出该晶体中结晶水如果要求出该晶体中结晶水n的值应根据什么原理来进行测定呢
定量实验方法——重量法 重量法 定量实验方法
10.2结晶水合物中结晶水含量的测定 结晶水合物中结晶水含量的测定 ——硫酸铜晶体结晶水含量的测定
三大实验--硫酸铜结晶水含量的测定
110.2 硫酸铜结晶水含量的测定高二化学胆矾(硫酸铜晶体)CuSO4·5H2O明矾(硫酸铝钾晶体)KAl(SO4)2· 12H2O结晶水合物问题•加热5克硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O）至完全失去结晶水，称得剩余固体质量为3.2克，求硫酸铜晶体的化学式。
一、实验目的：·x H2O中x的值）测定硫酸铜晶体中结晶水的含量（CuSO4OxH CuSO O xH CuSO 2424·+−→−△ 1 mol x mol二、实验原理硫酸铜晶体（CuSO 4·x H 2O ）化学反应加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就是结晶水的质量。
计算公式：4242421816016018mCuSO O mH mCuSO OmH nCuSO O nH x ===需要测定：无水硫酸铜的质量和结晶水的质量实验仪器研钵、电子天平、坩埚、坩埚钳、药匙、泥三角、酒精灯、玻璃棒、干燥器、铁架台（铁圈）药品硫酸铜晶体（CuSO 4·x H 2O ）三、实验仪器及药品三、实验仪器及药品仪器分析❑质量测定确保结晶水完全失去❑加热装置防止飞溅或带出❑干燥装置防止重新吸水四、实验步骤（1）研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎）（2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m）（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（m1（4）加热灼烧：加热瓷坩埚（边加热边搅拌）至蓝色晶体全部变为白色粉末（5）干燥冷却：并放入干燥器中冷却（6）称量并进行恒重操作：再加热，再冷却，再称重，直到两次称量误差不得超）过0.001g（结晶水已经完全分解），称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（m2（7）计算：根据实验测得的结果计算硫酸铜晶体中结晶水X。
四、实验步骤问题讨论❑加热晶体前为什么要研细晶体?便于加热，受热均匀，不易飞溅❑固体加热可以使用哪些仪器和相关设施?试管（较少量），坩埚（较多量，且需要搅拌）四、实验步骤❑如何取用坩埚?使用坩埚钳,注意在使用过程中防止坩埚盖跌落❑加热坩埚需要垫石棉网吗?不需要,坩埚可直接加热,但要放在泥三角上加热❑加热时为什么要不断搅拌?防止局部过热造成晶体飞溅，实验结果偏大.搅拌时需用坩埚钳夹住坩埚,防止跌落四、实验步骤❑加热到何时可以停止加热？蓝色晶体基本变为白色粉末，停止加热，并继续用玻棒搅拌，利用余热将可能还有的结晶水除去，也可以防止因过热引起受热分解❑加热结束后为什么要冷却后称量？为什么要放在干燥器中冷却？温度较高时称量会损坏天平;在空气中冷却会又吸收空气中的水蒸气,影响测定结果四、实验步骤实验过程中至少需要称量几次？为什么？为什么要恒重操作？如何进行恒重操作？至少要称量4次: 称量坩埚,加入晶体后称量,加热失去结晶水并冷却后称量,再加热并冷却后称量。
三大实验--结晶水合物中结晶水含量的测定
⒌恒重操作：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸 铜粉末的质量(m2)，直至连续两次称量结果相差不 超过0.001 g ；
⒍另取硫酸铜晶体，再作一次测定；
⒎数据处理、误差分析、完成实验报告。
测定值与理论值有偏差的原因：
阅读：P55/测定值与理论值有偏差的原因
思考：
/P55
② 在坩埚中加入一定量的硫酸铜晶体试样，称重，将称量的试样放入研
钵中研细，再放回到坩埚中；
③ 将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；
④ 将步骤③中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；
⑤ 将步骤④中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。
重复本操作，直至连续两次称量的质量差不超过0.1g为止；
硫酸铜晶体的质量（m1—m0） 无水硫酸铜粉末的质量（m2—m0）
结晶水的质量（m1—m2）
质量(g)
第一次
第二次
44．520 44．670
47．020 48．358
46．070 47．004
2.500
3.688
1.550
2.334
0.950
1.354
用表格数据计算X值；第一次： 5.45 ，第二次： 5.16 ，平均值： 5.31
：①研磨；②称量空坩埚和装有试样的坩埚质量；③加
热；④冷却；⑤称量；⑥重复③～⑤的操作，直至连续
两次称量的质量差不超过0.001 g为止；⑦根据实验数据
计算硫酸铜晶体中结晶水的含量。请回答下列问题：
⑴现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥
器、药匙等实验用品，进行该实验时，缺少的实验用品
三大实验--结晶水合物中结晶水含 量的测定
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偏高
加热时温度过高
偏高
晶体在空气中冷却
偏低
晶体中含受热不分解的杂质
偏低
晶体中含受热完全分解为气体的杂质 偏高
选择题练习
1.某学生称量CuS04·5H2O时，左盘放砝码4 g，游码在
0.5刻度处，天平平衡.右盘CuS04·5H2O晶体的质量是
(
C)
A.4.5 g
B.4 g
C.3.5 g D.3 g
2.下列实验操作会引起测定结果偏高的是
坩埚与晶 体总质量
加热后坩埚与 测得晶体中 固体总质量 结晶水个数
11.7g
22.7g
18.6g
5.3
（5）这次实验中产生误差的原因可能是_B__C_____所造成。 （A）硫酸铜晶体中含有不挥发性杂质 （B）实验前晶体表面有湿存水 （C）加热时有晶体飞溅出去 （D）加热失水后露置在空、玻璃棒 干燥器 电子天平
思考一、
1、如果晶体不提前研磨会对测 定结果产生怎样的影响？ 2、如果坩埚放在空气中自然 冷却会对结果产生怎样的影响? 3、操作（6）的目的何在？
思考二：没有坩埚可用什么仪器 代替？实验步骤如何？
可用试管和试管夹代替来做，步骤如下：
①用天平准确称量出干燥试管与CuS04·xH20 的质量 ②用酒精灯缓慢加热至晶体完全变白 ③待试管冷却后，在天平上迅速称出试管和 CuS04的质量。 ④加热，再称量，至两次称量误差不超过 0.001g为止。
实验 原理 设计
计算公式
X = M(CuSO4) m(H2O) = 80 m(H2O) m(CuSO4) M(H2O) 9 m(CuSO4)
需测数据
硫酸铜晶体质量 无水硫酸铜质量
测定准确的关键：
称量准确； 无晶体溅失(全过程)； 晶体是否完全失水。
CuSO4·5H2O在受热时逐步失去 结晶水的过程：
盖盖
选择题练习
3、实验室测定CuSO4·x H2O晶体里结晶水的x值 时，出现了三种情况： ①晶体中含有受热不分解的杂质 ②晶体尚带蓝色，即停止加热 ③晶体脱水后放在台上冷却，再称量。
使实验结果偏低的原因是 ( D. )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
[例题]在测定硫酸铜结晶水的实验操作中： （1）加热前应将晶体放在_研_钵___中研碎，加热是放在_瓷__坩__埚_____ 中进行，加热失水后，应放在__干__燥__器____中冷却。
实验步骤
实 1. 研磨 验 ⒉ 称量晶体 步 骤 设 计
所需仪器
研钵 电子天平
注意
实验步骤 所需仪器 注意
实 1. 研磨 验 ⒉ 称量晶体
步 骤
设 计
研钵 电子天平 坩埚
实验步骤
实 1. 研磨 验 ⒉称量晶体 步 骤 ⒊加热 设 计
所需仪器 注意
研钵 电子天平 坩埚
酒精灯、铁架 台、铁圈、泥 三角、玻璃棒
加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前m1、后m2
质量差就是结晶水的质量 计算公式：
X
=
n(H2O) n(CuSO4)
=
M(CuSO4) m(H2O) m(CuSO4) M(H2O)
=
80 m(H2O) 9 m(CuSO4)
m(结晶水)=m1-m2
学生实验设计表
反应原理 CuSO4·xH2O CuSO4 + x H2O
（2）判断是否完全失水的方法是
____最__后__一__次_加__热__前__后__两_次__质__量__数__据_差__不__超__过__0_.0_0_1_g_。____。
（3）做此实验，最少应进行称量操作____4_____次。
（4）下面是某学生一次实验的数据，请完成计算，填入下面的表
中。
坩埚质量
误差分析
相对误差 =（实验值—理论值）/理论值×100% 绝对误差 = 实验值—理论值
尽可能多的找出实验误差的原因
x＝ 80 m(H2O)
9 m(CuSO4)
用电子天平称量读数至0.01g 坩埚水洗后未干燥 加热至白色出现即停止
加热至仍有淡蓝色即停止
无法判断 偏高
偏低 偏低
加热至灰黑色出现
偏高
加热时有晶体溅出
实验步骤
实 1. 研磨 验 ⒉称量晶体 步 骤 ⒊加热 设 计 ⒋冷却
所需仪器 注意
研钵 电子天平 坩埚
酒精灯、铁架 台、铁圈、泥 三角、玻璃棒 干燥器
实验步骤
实 1. 研磨 验 ⒉称量晶体 步 骤 ⒊加热 设 计 ⒋冷却
⒌称量 6.恒重操作
(3、4、5) ⒎计算
所需仪器 注意
研钵 电子天平 坩埚
结晶水合物中结晶水含量的测定
问题
加热5克硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O）至不再有气 体放出，称得剩余固体质量为3.2克
求（1）结晶水合物中水的质量百分含量 （2）该晶体的化学式
怎样通过实验测定硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O） 中结晶水的含量？
测定硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O） 中结晶水的含量的思路
A×.测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中，晶体加热完全失
去结晶水后，将盛试样的坩埚放在实验桌上冷却
B√.测定胆矾晶体结晶水含量时，强热至黑色迅速蒸干，在
干燥器中冷却后称量
C√.为了测定一包白色粉末的质量，将药品放在右盘，砝码
放在左盘，并需移动游码使之平衡
D√.加热胆矾晶体测其结晶水含量时，加热过程中坩埚没有