硫酸銅的制備

硫酸銅的制備

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.練習(xí)托盤天平的使用，蒸發(fā)濃縮，減壓過濾，重結(jié)晶等基本操

作。

2.了解由金屬制備它的某些鹽的方法，弄清重結(jié)晶提純物質(zhì)的原

理。

實(shí)驗(yàn)原理

純銅屬不活潑金屬，不能溶于非氧化性的酸中，但其氧化物在酸

中卻溶解，因此在工業(yè)上制備膽礬（硫酸銅）時(shí)，先把銅燒成氧化銅。

然后與適當(dāng)濃度的硫酸反應(yīng)而生成硫酸銅，本實(shí)驗(yàn)采用的濃硝酸作氧

化劑，以廢銅屑與硫酸、濃硝酸反應(yīng)來制備硫酸銅，反應(yīng)式為：

Cu +2HNO3 +H2SO4=CuSO4 + 2NO2 + 2H2O

產(chǎn)物中除硫酸銅外，還含有一定量的硝酸銅和一些可溶性或不溶

性的雜質(zhì)，不溶性雜質(zhì)可過濾除去，而硝酸銅則利用它和硫酸銅在水

中溶解度的不同，通過結(jié)晶的方法將其除去（留在母液中）。

表6-1硫酸銅和硝酸銅在水中的溶解度（g/100 g水）

0 ℃20 ℃40 ℃60 ℃80 ℃

CuSO4·5H2O 23.3 32.3 46.2 61.1 83.8

Cu(NO3)·6H2O 81.8 125.1

Cu(NO3)·3H2O ~160 ~178.5 ~208

由表6-1中數(shù)據(jù)可知，硝酸銅在水中的溶解度不論在高溫或低溫

下都比硫酸銅大得多，在本實(shí)驗(yàn)所得的產(chǎn)物中它的量又小，因此，當(dāng)

熱的溶液冷卻到一定溫度時(shí)硫酸銅首先達(dá)到過飽和而硝酸銅卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒

有達(dá)到飽和，隨著溫度的繼續(xù)下降，硫酸銅不斷從溶液中析出，硝酸

銅則絕大部分的留在溶液中，有小部分作為雜質(zhì)伴隨硫酸銅出來的硝

mL，10 mL）；

藥品：H2SO4(3 mol·L-1)，濃HNO3，廢銅屑。

實(shí)驗(yàn)部分

1.稱取

2.5 g剪細(xì)的銅屑，將它置于干燥的蒸發(fā)皿中，用酒精噴燈強(qiáng)熱灼

熱，至不再產(chǎn)生白煙為止（目的在于除去附著在銅屑上的油污），放

冷。

2.往上述盛有銅屑的蒸發(fā)皿中加入8 mL，3 mol·L-1H2SO4，然

后緩慢的分次加入

3.5 mL 濃硝酸（反應(yīng)過程產(chǎn)生大量有毒的二氧化氮?dú)怏w，操作應(yīng)

在通風(fēng)櫥中進(jìn)行），待反應(yīng)緩和后，蓋上表面皿，放在水浴上加熱，

加熱過程需要補(bǔ)加4 mL，3 mol·L-1H2SO4和1 mL濃HNO3（由于

反應(yīng)情況不同，補(bǔ)加的酸量要根據(jù)具體反應(yīng)情況而定，在保持反應(yīng)繼

續(xù)順利進(jìn)行的情況下，盡量少加硝酸）待銅屑近于全部溶解，趁熱用

傾析法將溶液轉(zhuǎn)入一個小燒杯（或直接轉(zhuǎn)入另一瓷蒸發(fā)皿中，如果仍

有一些不溶性殘?jiān)捎蒙倭?/span>3 mol·L-1H2SO4洗滌后棄去，洗滌液

合并與小燒杯中，隨后再將硫酸銅溶液轉(zhuǎn)入洗凈的蒸發(fā)皿中，在水浴

上加熱濃縮至表面有晶膜出現(xiàn)為止，取下蒸發(fā)皿，置于冷水上冷卻，

即有藍(lán)色粗的五水硫酸銅晶體析出，冷卻至室溫抽濾，稱重，計(jì)算產(chǎn)

率。

3.將粗產(chǎn)品以每克加1.2 mL水的比，溶于蒸餾水中加熱使其完全

溶解并趁熱過濾，濾液收集在一個小燒杯中，讓其慢慢冷卻，即有晶

體析出（如無晶體析出，可在水溶液上再加熱蒸發(fā)，稍微濃縮）冷卻

后，用抽濾法除去母液，晶體干燥后，再放在二層濾紙間進(jìn)一步擠壓

吸干，然后將產(chǎn)品放在表面皿上稱重，計(jì)算收率，母液回收。

問題討論

1.在托盤天平上稱量時(shí)必須注意哪幾點(diǎn)？什么叫零點(diǎn)和停點(diǎn)。

2.什么情況下可使用傾析法？什么情況下使用常壓過濾或者濾壓

過濾？

3.在減壓過濾操作中如果（1）未開自來水開關(guān)之前把沉淀轉(zhuǎn)入布

氏漏斗內(nèi)，（2）結(jié)束時(shí)先關(guān)上自來水開關(guān)，各會產(chǎn)生何種影響？

蒸發(fā)濃縮CuSO4的水溶液時(shí)，為什么要水浴加熱？