硫酸铜结晶水含量的测定

实验：硫酸铜结晶水含量的测定

教学目标：学习测定晶体里结晶水含量的方法。

练习坩埚的使用方法，初步学会研磨操作。

教学重点：测定晶体里结晶水含量的方法。

教学难点：学会误差分析。

一、实验原理

1． 反应原理

2． 计算原理

Δ

CuSO4 ? xH2O == CuSO4 + x H2O Δm

160+18x 160 18x

m1 m2 m1-m2

x=160(m1-m2)/18m2 结晶水的质量分数 = (m1-m2)/ m2

3．实验成功的关键：（1）m1、m2的数值要准确，即要准确称量。

（2）加热使晶体全部失去结晶水。

二、实验用品分析

1．称量：托盘天平、研钵（用来研碎晶体）

2．加热：坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、酒精灯

3．冷却：干燥器。

三、实验步骤

1．研磨

2．称量：记下坩埚与晶体的总质量m1

3．加热：缓慢加热、用玻璃棒搅拌，直到蓝色晶体完全变成白色粉末，且不再有水蒸气逸出，然后放在干燥器里冷却。

4．称量：记下坩埚与无水硫酸铜的总质量m2

5．再加热称量：再加热无水硫酸铜，冷却后再称量，至连继两次称量的质量差不超过0.1g为止。

6．计算：CuSO4 ? xH2O

理论值： w（结晶水) = 18x/(160+18x)

实际值： w'（结晶水)= (m1-m2)/ m（硫酸铜）7．误差分析：

实验一 硫酸铜晶体中结晶水含量的测定

(1)测定原理：CuS04·5H20中，Cu(H2O)42+与 S042-·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)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0.1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

实验针对性练习

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：

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

6.0.1 调节平衡 相同的纸 右

5 g砝码左 硫酸铜晶体取下放回砝码盒

7.(1)质量守恒定律

(2)蓝色变白色

(3)密封容器加热后诬强增大，易损坏仪器，封闭容器不宜加热。

8.(1)①BCACD 吸收未反应的氨；防止空气中水分进入第二个C装置 固体由黑变红色 ② ③a c

(2)AC

化学学科说课题目

第一册

1、氧化还原反应

2、气体摩尔体积

3、元素周期表

4、离子键

第二册

5、等效平衡

6、水的电离

7、盐类水解

8、原电池

第三册

9、反应热

10、实验：硫酸铜结晶水含量的测定

 

第二篇：硫酸铜晶体里结晶水含量的测定

硫酸铜晶体里结晶水含量的测定

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。(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（Wg）。

（3）再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量（W1g）。

（4）加热：小火缓慢加热至蓝色晶体全部变为白色粉末(完全失水)，并放入干燥器中冷却。

（5）再称：在干燥器内冷却后（因硫酸铜具有很强的吸湿性），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。

（7）再称重：将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量（两次称量误差≤0.1g）。

（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：“一磨”、“四称”、“两热”、“一算”。

设分子式为。 CuSO4?xH2O

水=

或

m(CuSO4)m(H2O)水=:?1:x16018W1-W2W1-W2?100%

x?160(W1-W2)

18(W2-W)

4. 注意事项

① 称前研细； ② 小火加热； ③ 在干燥器中冷却；

④ 不能用试管代替坩埚； ⑤ 加热要充分但不“过头（”温度过高CuSO4也分解）。

5. 误差分析

（1）偏高的情况

① 加热温度过高或时间过长，固体部分变为灰白色，因为, 黑色的CuO与白色的CuSO4混合，会使固体变为灰白色，因W2偏小，W1-W2数值偏高；

② 晶体中含有（或坩埚上附有）受热易分解或易挥发的杂质，因W2偏小，W1-W2数值偏高；

③ 加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃带走少量，因W2偏小，W1-W2数值偏高；

④ 实验前晶体有吸潮现象或加热前所用的坩埚未完全干燥，因W1偏大，W1-W2数值偏高。

（2）偏低的情况

① 加热温度过低（<100℃）或时间不够，因W2偏大，W1-W2数值偏小； ② 加热时质量未至恒重就停止加热，因W2偏大，W1-W2数值偏小； ③ 加热后坩埚放在空气中冷却，因为在冷却过程吸潮，会使W2值偏大，W1-W2数值偏小；

④ 晶体中含有受热不分解或难挥发的杂质，因W2-W并不是纯净的CuSO4粉末的质量，即水的含量必

然偏低；

⑤ 两次称量相差0.12g，因结晶水未完全失掉，使得W1-W2数值偏小。

（3）无影响情况 瓷坩埚内有不挥发性杂质。

练习

一、选择题

1．某学生称量CuSO4·5H2O时，左盘放砝码4 g，游码在0.5刻度处，天平平衡。右盘CuSO4·5H2O

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CuSO4·5H2O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

KMnO4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5.0gCuSO4·5H2O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：

CuSO4·5H2O→CuSO4·3H2O→CuSO4·H2O→CuSO4

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.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__________中研碎，加热是放在__________中进行，加热失

水后，应放在__________中冷却。

（2）判断是否完全失水的方法是

______________________________________________。

（3）做此实验，最少应进行称量操作_________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。

硫酸铜晶体里结晶水含量的测定

（5）这次实验中产生误差的原因可能是________（填写字母）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气中冷却

《硫酸铜晶体里结晶水含量的测定》针对训练答案

1．C 2．C 3．D 4．A 5．A

6．0.1 调节平衡 相同的纸 右 5g砝码左 硫酸铜晶体取下放回砝码盒

7．(1)质量守恒定律 (2)蓝色变白色

(3)密封容器加热后压强增大，易损坏仪器，封闭容器不宜加热。

8. [解析]硫酸铜结晶水含量测定实验是一个基本的定量实验，实验的关键是加热过程中使晶体中的结晶水全部失去。为了保证失去全部结晶水，实验中要加热、称量、再加热、再称量，直到最后两次称量值不超过0.1g（0.1g是托盘天平的感量）。

根据表中数据可计算出结晶水的质量，进而可计算出结晶水分子数。

（1）研钵；瓷坩埚；干燥器。

（2）最后一次加热前后两次质量数据差不超过0.1g。

（3）4。

（4）设含结晶水个数为x，则据题意有：

1:x= : = : ，解得x=5.3。

（5）由（4）计算结果知实验结果偏高，由此可判断偏高的原因是B、C。

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