3 项目学习活动：结晶水含量的测定 讲义

学科 化学 课题名称 结晶水含量的测定 一、实验原理 结晶水合物受热能够失去结晶水，硫酸铜晶体（蓝色）在110℃开始失去部分结晶水，150℃时失去全部结晶水，生成白色的无水硫酸铜。650℃硫酸铜分解成黑色的氧化铜。 CuSO4·xH2O CuSO4 + xH2O CuSO4 CuO + SO3 式中：m1=m(CuSO4·xH2O)，m2=m(CuSO4) 二、实验仪器和装置 1．瓷坩埚、坩埚钳、泥三角 瓷坩埚用于加热或灼烧固体物质，加热、灼烧时应放在泥三角上进行。热的瓷坩埚及坩埚盖取放时要用坩埚钳。 2．干燥器 干燥器用于保存干燥的物质。由普通厚玻璃制成，内有带孔瓷板，玻璃盖与容器应与磨砂面保持吻合。容器内下部装有干燥剂（如无水氯化钙、碱石灰、浓硫酸等）。 脱水后的白色CuSO4粉末和坩埚要放在干燥器里进行冷却，因为CuSO4具有很强的吸湿性，在空气中会重新吸水形成水合物。 【知识拓展】 化学干燥剂脱水原理分为两种： ①与水可逆地结合生成水合物，如氯化钙、硫酸镁等； ②干燥剂与水发生不可逆的化学反应，生成新的化合物。 注意：选用干燥剂时，必须注意不与被干燥的物质发生化学反应，不溶于被干燥的物质中。 三、实验 1．实验操作 （1）研磨：在研钵中用研棒将硫酸铜晶体研碎。 （2）称量：准确称量干燥的瓷坩埚的重量，并记下瓷坩埚的质量m0，并用此坩埚准确称取一定质量已研碎的硫酸铜晶体，并记下坩埚钳和硫酸铜晶体的质量m1。 （3）加热：加热晶体，使其失去全部结晶水（由蓝色完全变为白色）。 （4）称量：在干燥器内冷却后称量，并记下瓷坩埚和无水硫酸铜的质量m2。 （5）再加热、再称量至恒重：把盛有无水硫酸铜的瓷坩埚再加热，再放入干燥器里冷却后再称量，并记下瓷坩埚和无水硫酸铜的质量，到两次称量的质量相差不超过0.001g为止。 （6）计算：根据实验测得的结果求硫酸铜晶体中结晶水的含量。 _____ 2．恒重操作 方法： _____ _____。 意义：_____。 影响实验误差的其他因素：称量的准确性；晶体加热时是否飞溅；加热是否过头；硫酸铜晶体中是否含有杂质；仪器本身等。 3．注意事项 （1）晶体加热后先放在石棉网上稍冷却，之后一定要放在干燥器内冷却，以保证无水硫酸铜不会从空气中吸收水分。 （2）晶体要在坩埚底上摊开加热，有利于失去全部结晶水。 （3）加热时间不充分、加热温度过低(未全变白)，都会使晶体的结晶水没有全部失去。 （4）加热过程中，应慢慢加热(可改垫石棉网)，以防因局部过热而造成晶体溅失。 （5）加热温度过高或时间过长，会导致硫酸铜少量分解。 【答案】 完成第一次加热、冷却、称量后，再进行第二次加热、冷却、称量……直到连续两次称量的结果相差不超过0.001g（电子天平的最小感量）为止 确保硫酸铜晶体全部变为无水硫酸铜 【练习】 1．以下关于坩埚的使用，错误的是（ ） A．加热时，应把坩埚放在泥三角上 B．取放、移动坩埚时应使用坩埚钳 C．坩埚加热时，要盖住坩埚盖不留空隙 D．热的坩埚放在桌面上应垫有石棉网 【难度】★★ 【答案】C 2．以下胆矾中结晶水含量的测定操作中，正确的是（ ） A．加热胆矾晶体，开始用小火，后逐渐加大用大火加热 B．加热、冷却、称量重复两次即是恒重操作 C．加热后的冷却必须放在干燥器中 D．加热时发现晶体爆溅出坩埚，则估计再加一些 【难度】★ 【答案】C 3．在胆矾晶体中结晶水含量测定中，必须用天平测定的质量是（ ） ①胆矾的质量 ②无水CuSO4的质量 ③瓷坩埚的质量 ④结晶水的质量 ⑤瓷坩埚+胆矾的质量 ⑥瓷坩埚+无水CuSO4的质量 A．①和② B．①和④ C．③、⑤和⑥ D．①、⑤和⑥ 【难度】★★ 【答案】C 四、硫酸铜晶体结晶水含量测定实验误差分析 能引起误差的一些操作因变量x值m(CuSO4)m(H2O)称量的坩埚不干燥—晶体表面有水—晶体不纯，含有不挥发杂质—晶体 ... ...