硫酸铜结晶水量的测定

学科教师辅导讲义

课题

结晶水合物中结晶水含量的测定

教学目标（1）结晶水合物中结水含量的测定原理。

（2）瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的正确使用。（3）恒重等基本操作技能。

重点、难点（1）结晶水合物中结水含量的测定原理和方法。（2）设计测定硫酸铜结晶水含量的实验方案

考点及考试要求重点掌握恒重操作的判断方法和结晶水含量测定的实验方案

教学内容

【授课内容】

1. 实验原理

硫酸铜晶体是一种比较稳定的结晶水合物，当加热到150℃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. 实验仪器

托盘天平、研钵、玻璃棒、三脚架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、药匙。

3. 操作步骤

（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（W g）。

（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（W1g）。

（4）加热：加热至蓝色晶体全部变为白色粉末，并放入干燥器中冷却。

（5）再称：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量（W2g）。

（6）再加热：把盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。

产生误差的原因及误差分析：

(1)称量的坩埚不干燥：加热后水分蒸发，这样实验过程减少的质量包括晶体中结晶水的质量和坩埚带有水的质量两部分，因计算时将实验过程减少的质量看作结晶水的质量，这样该过程计算时代入的m1—m2的值偏大，则计算出的w或x偏大。

(2)晶体表面有水：加热后水分蒸发，原理同(1)，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

(3)晶体不纯，含有不挥发杂质：加热后不挥发性杂质不分解，只有其中的硫酸铜晶体分解，使得m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

(4)晶体未研成细粉末：加热时由于晶体颗粒太大，使得颗粒内部的结晶水不能失掉，导致m1—m2的值偏小，则w 或x偏小。

(5)粉末未完全变白就停止加热：粉末未完全变白说明结晶水未完全失掉，导致m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

(6)加热时间过长，部分变黑：晶体变黑说明CuSO4已发生分解：CuSO4 CuO+SO3↑，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

(7)加热后在空气中冷却：加热后在空气中冷却，会使CuSO4又结合空气中的水蒸气，使得m1—m2的值偏小，则w

或x偏小。

(8)加热过程中有少量晶体溅出：晶体溅出，使得m1—m2的值偏大，则w或x偏大。

(9)两次称量相差>0.1g：两次称量相差>0.1g，说明结晶水未完全失掉，使得m1—m2的值偏小，则w或x偏小。

例题1、根据实验室测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填写下列空白。

(1)从下列仪器中选出所需仪器(用标号字母填写)_________。

A．电子天平B．研钵C．药匙D．酒精灯E．干燥器

F．玻璃棒G．石棉网H．蒸发皿I．坩埚J．三脚架

除上述仪器外，还需要的仪器是________________

(2)某学生实验后得到以下数据：

加热前的质量加热后的质量

W1（容器）W2（容器+晶体）W3（容器+无水硫酸铜）

第一次15.688g 17.668g 16.962g

第二次15.688g 17.744g 17.002g

请写出结晶水x=____。（保留2位小数）

实验误差=________%。（保留2位小数）

从下列选项中选出该学生产生误差的原因可能是(填写字母) __________。

A．加热前称量时容器未完全干燥

B．晶体表面已经少量失水

水硫酸铜）

5.400g 7.900g 7.100g

①根据以上数据计算该硫酸铜晶体中结晶水x的值为_________（精确到0.1）．

②若另一学生经实验测得x=4.9，该学生实验结果产生误差的原因可能是（填写字母）_________．A．没有进行恒重操作B．加热后在干燥器中冷却至室温后称量

C．加热固体到白色后，露置在空气中冷却D．加热过程中晶体有少量溅失．

6．测定硫酸铜晶体（CuSO4•xH2O ）中x值的实验过程如图：完成下列填空：

（1）第1次称量的是_________．

（2）灼烧时，当CuSO4∙xH2O晶体的颜色由_________完全变为_________，停止加热．

（3）必须要进行恒重操作的原因是_________．

（4）各次称量的数据如下表：

称量第1次第2次第3次第4次第5次

质量（g）m1m2m3m4m4

则CuSO4∙xH2O中的x=_________．

（5）下列操作会导致x值偏高的是_________（选填编号）

a．坩埚未干燥b．加热过程中有晶体溅失

c．灼烧后坩埚在空气中冷却d．恒重操作时，连续两次称量的结果相差不超过0.01g．7．某研究小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究．

（1）写出试管B中的实验现象_________．

（2）写出A中反应的化学方程式_________

（3）继续向A试管中加入H2O2，发现铜片溶解，反应的离子方程式为：_________．

若仍不补充浓硫酸，只要求使铜片溶解，也可以加入（填写两种属于不同类别物质的化学式）_________、

_________．

（4）B试管口的棉花应沾有的试剂是_________．

（5）小组成员向反应后的溶液中加入足量的氧化铜，使剩余的硫酸全部转化为硫酸铜，过滤后，将滤液加热浓缩，冷却结晶制得硫酸铜晶体（CuSO4•xH2O）．小组成员采用加热法测定该晶体里结晶水x的值．

①在他们的实验操作中，至少称量_________次；

②下面是其中一次实验的数据：

坩埚质量坩埚与晶体的总质量加热后坩埚与固体总质量

11.7g 22.7g 18.9g

根据上表数据计算判断x的实侧值比理论值（x=5）_________（填“偏大”、“偏小”），这次实验中产生误差的原因可能是_________（填序号）

A．硫酸铜晶体中含有不挥发的杂质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气中冷却．

8．根据实验室测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填写下列空白．

（1）从下列仪器中选出所需仪器（用标号字母填写）_________．

A．电子天平B．研钵C．药匙D．酒精灯E．干燥器

F．玻璃棒G．石棉网H．蒸发皿I．坩埚J．三脚架

除上述仪器外，还需要的仪器是_________