山东大学无机及分析化学实验课件24铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定.ppt

实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜量法测铜目的要求目的要求实验原理实验原理注意事项注意事项无机及分析化学实验无机及分析化学实验目的要求目的要求 利用废铜粉焙烧氧化的方法制备硫酸铜；利用废铜粉焙烧氧化的方法制备硫酸铜；掌握无机制备中加热、倾析法、过滤、重结晶等基本操作；掌握无机制备中加热、倾析法、过滤、重结晶等基本操作；学习间接碘量法测定铜含量学习间接碘量法测定铜含量实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜实验原理实验原理 CuSO4 5H2O俗名胆矾，它易溶于水，而难溶于乙醇，在干燥空气俗名胆矾，它易溶于水，而难溶于乙醇，在干燥空气中可缓慢风化，将其加热至中可缓慢风化，将其加热至230，可失去全部结晶水而成为白色的无，可失去全部结晶水而成为白色的无水水CuSO4CuSO4 5H2O用途广泛，是制取其他铜盐的主要原料，常用用途广泛，是制取其他铜盐的主要原料，常用作印染工业的媒染剂、农业的杀虫剂、水的杀菌剂、木材防腐剂，也是作印染工业的媒染剂、农业的杀虫剂、水的杀菌剂、木材防腐剂，也是电镀铜的主要原料。

电镀铜的主要原料 制备制备实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜实验原理实验原理 实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜 CuSO4 5H2O的制备方法有许多种，如：利用废铜粉焙烧氧化的方的制备方法有许多种，如：利用废铜粉焙烧氧化的方法制备硫酸铜，可先将铜粉在空气中灼烧氧化成氧化铜，然后将其法制备硫酸铜，可先将铜粉在空气中灼烧氧化成氧化铜，然后将其溶于硫酸而制得硫酸铜也可采用浓硝酸作氧化剂，用废铜与硫酸、溶于硫酸而制得硫酸铜也可采用浓硝酸作氧化剂，用废铜与硫酸、浓硝酸反应来制备硫酸铜反应式：浓硝酸反应来制备硫酸铜反应式：Cu + 2HNO3 +H2SO4 = CuSO4 +2NO2+ 2H2O实验原理实验原理 溶液中除生成硫酸铜外，还含有一定量的硝酸铜和其它一些可溶性溶液中除生成硫酸铜外，还含有一定量的硝酸铜和其它一些可溶性或不溶性杂质，不溶性杂质可经过滤除去。

可溶性杂质或不溶性杂质，不溶性杂质可经过滤除去可溶性杂质Fe2+ 和和 Fe3+， 一般是先将一般是先将Fe2+用氧化剂（如用氧化剂（如H2O2溶液）氧化为溶液）氧化为Fe3+，然后调节溶液，然后调节溶液pH 至至3，并加热煮沸，以，并加热煮沸，以Fe(OH)3形式沉淀除去形式沉淀除去实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜2 Fe2+ +2 H+ +H2O2 = 2 Fe3+ +2 H2OFe3+ +3 H2O = Fe(OH)3+3 H+ CuSO4 5H2O在水中的溶解度，随温度变化较大，因此可采用蒸发浓在水中的溶解度，随温度变化较大，因此可采用蒸发浓缩，冷却结晶过滤的方法，将缩，冷却结晶过滤的方法，将CuSO4的杂质除去，得到蓝色水合硫酸铜的杂质除去，得到蓝色水合硫酸铜晶体实验原理实验原理测定测定实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜(1) 结晶水数目的确定结晶水数目的确定 通过对产品进行热重分析，可测定其所含结晶水的数目，并可得知通过对产品进行热重分析，可测定其所含结晶水的数目，并可得知其受热失水情况，其受热失水情况， 实验原理实验原理 可用间接碘量法测定样品中铜离子的浓度，计算得出产品中可用间接碘量法测定样品中铜离子的浓度，计算得出产品中CuSO4 5H2O的含量。

其原理为：将含铜物质中的铜转化成的含量其原理为：将含铜物质中的铜转化成Cu2+,在弱酸性介质中，在弱酸性介质中，Cu2+与过量的与过量的KI作用，生成作用，生成CuI沉淀，同时析出沉淀，同时析出I2析出的I2以淀粉为指以淀粉为指示剂，用示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定反应如下：标准溶液滴定反应如下： 实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜(2) 铜含量的测定铜含量的测定2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2或或 2Cu2+ + 5I- = 2CuI + I3-I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-实验原理实验原理实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜 I-不仅是还原剂，而且也是不仅是还原剂，而且也是Cu(I)的沉淀剂和的沉淀剂和I2的配合剂加入适当过的配合剂加入适当过量的量的KI，可使，可使Cu2+的还原趋于完全。

上述反应须在弱酸性或中性介质中的还原趋于完全上述反应须在弱酸性或中性介质中进行，通常用进行，通常用NH4HF2控制溶液的控制溶液的pH为为3.54.0（或加入磷酸和氟化钠）或加入磷酸和氟化钠）这种介质对测定铜矿和铜合金特别有利，因铜矿中含有的这种介质对测定铜矿和铜合金特别有利，因铜矿中含有的Fe、As、Sb及及铜合金中的铜合金中的Fe对铜的测定有干扰，而对铜的测定有干扰，而 F-可以掩蔽可以掩蔽Fe3+，pH 3.5时，五价时，五价的的As、Sb其氧化性也可降低至不能氧化其氧化性也可降低至不能氧化I- 实验原理实验原理实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜 CuI的沉淀表面易吸附的沉淀表面易吸附I2，使终点变色不够敏锐且产生误差通常在，使终点变色不够敏锐且产生误差通常在接近终点时加入接近终点时加入KSCN (或或NH4SCN)，将，将CuI转化成溶解度更小的转化成溶解度更小的CuSCN沉淀，沉淀，CuSCN更容易吸附更容易吸附SCN -从而释放出被吸附的从而释放出被吸附的I2，使滴定趋于完全，使滴定趋于完全，反应如下：反应如下： CuI + SCN - = CuSCN + I-注意事项注意事项 3g铜屑直接称于蒸发皿中，不用灼烧；铜屑直接称于蒸发皿中，不用灼烧；反应反应一定在通风橱中进行；分批、缓慢加硝酸；一定在通风橱中进行；分批、缓慢加硝酸；反应缓和后，水浴加热并盖上表面皿反应缓和后，水浴加热并盖上表面皿;补补加加6cm33M硫酸和硫酸和1cm3HNO3水浴加热，蒸发浓缩至原体积的水浴加热，蒸发浓缩至原体积的1/3，抽干、称重，抽干、称重；重结晶：粗产品：水按重结晶：粗产品：水按1：1.2（质量比）加热溶解，快速、趁热抽滤；（质量比）加热溶解，快速、趁热抽滤；产品保产品保存好，下次分析产品含量时用，实验报告与下次合交；存好，下次分析产品含量时用，实验报告与下次合交；按按P122.2配制配制0.1mol.cm-3Na2S2O3.5H2O制备制备实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜测定测定注意事项注意事项 Na2S2O3溶液（溶液（0.1moldm-3）的配制与标定参见定量分析部分实）的配制与标定参见定量分析部分实验十七（四）验十七（四）1.；指示指示剂淀粉不能加入太早，因滴定反应中产生大量剂淀粉不能加入太早，因滴定反应中产生大量CuI沉淀，淀沉淀，淀粉与粉与I2过早形成蓝色配合物，大量过早形成蓝色配合物，大量I3-被吸附，终点颜色呈较深的被吸附，终点颜色呈较深的灰色，不好观察。

灰色，不好观察加入加入KSCN（或（或NH4SCN）不能太早，而且加入后要剧烈摇动，）不能太早，而且加入后要剧烈摇动，有利于沉淀的转化和释放出吸附的有利于沉淀的转化和释放出吸附的I3-示范：碘量瓶的使用；微型滴定管示范：碘量瓶的使用；微型滴定管实验二十四实验二十四 铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定铜化合物的制备、组成分析及铜含量测定(一一) 五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜五水硫酸铜的制备与提纯及微型碘量法测铜。