高中化学硫酸铜晶体中结晶水含量的测定

由天下分享时间：2024/9/17 13:16:33 加入收藏我要投稿点赞

硫酸铜晶体中结晶水含量的测定

(1)测定原理：CuS04·5H20中，Cu(H2O)4与 S04·H20，其中前者是蓝色的，后者是_______

色的。5个水分子与CuS04结合力是__________，在383 K时，Cu(H2O)4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CuS04·5H20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CuS04·5H20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 CuS04的质量。 ④加热，再称量，至两次称量误差不超过0.1g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CuS04·5H20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。0.1 g是托盘天平的感量，两次称量误差不超过0.1 g，完全可以说明晶体中的结晶水已全部失去。习题解析

[例1]根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填定下列空白。 (1)从下列仪器选出所需仪器(用标号字母填写)

A.托盘天平(带砝码) B.研钵 C.试管夹 D.酒精灯

E.蒸发皿 F.玻璃棒 G.坩埚 H.干燥器 I.石棉网 L三脚器除上述仪器外，还需要的仪器是_____________ (2)某学生实验各得到以下数据

请写出结晶水含量(x％)的计算公式(用w1， W2，W3)，x％= 该生测定结果是偏高还是偏低?

从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是(填写字母) A.加热前称量时容器未完全干燥 B.最后两次加热后的质量相差较大 C.加热后容器未放人干燥器中冷却 D.加热过程中有少量溅失

[解析]该题是典型的学生实验题，包括实验原理，仪器选用，根据实验操作分析误差原

因三个方面的要求，具有代表性和综合性。解答此题的关键是懂得实验原理 CuS04·5H20＝CuS04+5H20 (蓝色) (白色)

对于已经认真完成学习大纲中规定实验的学生来说，正确选取仪器并不困难。根据实验原理得到硫酸铜中结晶水含量的计算公式，x％=(w2-w3)/(w2-w1)×100%，由此可以求出实验测定结果x％=44％；而由硫酸铜分子CuS04·5H20求得的结晶水含量为36％。因此实验值偏高了。分析实验误差的原因，必须把实验原理与实验操作紧密结合，才能作出正确的判断。 [答案](1)A、B、D、F、G、H、J，坩埚钳、泥三角、药匙 (2)(w2-w3)/(w2-w1)×100％；偏高 (3)A、D

练习

一、选择题

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CuS04·5H20晶体的质量是 ( )

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

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.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后，再加少量蒸馏水稀释

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.取待测液的酸式滴定管用水洗后，没用待测液润洗

3.实验室测定CuS04·5H20晶体里结晶水的n值时，出现了三种情况： ①晶体中含有受热不分解的物质 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 ( )

A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 4.下列操作：①用铁坩埚灼烧烧碱 ②用瓷坩埚除去胆矾晶体中的结晶水 ③用酸式滴定管装KMn04溶液 ④直接加热蒸发皿，其中正确的是 ( ： A.都正确 B.①④ C.③④ D.②③ 5.下列实验操作会引起测定结果偏高的是 ( )

A.测定胆矾晶体结晶水含量时，强热迅速蒸干，在干燥器中冷却后称量 B.中和滴定时，锥形瓶里有少量水 C.用量筒量取液体时，仰视读数

D.加热胆矾晶体测其结晶水含量时，加热过程中坩埚没有盖盖 6.托盘天平一般精确到__________g，称取5.0g CuS04·5H20之前，应先将天平_______并在两个托盘上各放__________。然后在 ________盘先放 _________g__________。在_________盘加 ________。称毕应及时将砝码___________，并使天平复原。 7.已知在坩埚中加热硫酸铜晶体，受热分解过程如下：

?CuSO43H2O????CuSO4H2O????CuSO4 CuSO45H2O???102?C113?C258?C

有人借助如图封闭装置进行硫酸铜晶体脱水实验，回答下列问题：

(1)本实验可用于验证的化学定律是_________________ (2)d处加热片刻后现象__________________________

(3)你认为此装置设计是否合理、科学?如不合理，理由___________________________ 8.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的相对原子质量，反应的化学方程式为：

2NH3十3CuO N2十3Cu十3H20。

(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H20的；质量m(CuO)、m(H20)时，请用上图所示的仪器设计一个简单的实验方案。

①仪器连接的顺序(填编号；仪器可重复使用)是____________________________ D中浓硫酸的作用是______________________

②列出计算Cu的相对原子质量的表达式：______________ ③下列情况将使测定结果偏大的是_________ a.CuO未全部还原为Cu b.CuO受潮

c.CuO中混有Cu

(2)如果仍采用如图所示的实验装置，设计其他方案，还可测定的物理量有______________ A.m(Cu) m(CuO) B.m(N2) m(H2O) C.m(Cu)和m(H20) D.m(NH3)和m(H2O)

实验一硫酸铜晶体里结晶水含量的测定针对训练答案一、选择题

1.C 2.C 3.D 4.A 5.A