硫酸銅結(jié)晶水含量的測定

1、硫酸銅結(jié)晶水含量的測定實(shí)驗(yàn)：硫酸銅結(jié)晶水含量的測定教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)測定晶體里結(jié)晶水含量的方法。 練習(xí)坩堝的使用方法，初步學(xué)會(huì)研磨操作。教學(xué)重點(diǎn)：測定晶體里結(jié)晶水含量的方法。教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會(huì)誤差分析。一、實(shí)驗(yàn)原理1 反應(yīng)原理2 計(jì)算原理 CuSO4 xH2O = CuSO4 + x H2O m160+18x 160 18xm1 m2 m1-m2x=160(m1-m2)/18m2 結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = (m1-m2)/ m23實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：（1）m1、m2的數(shù)值要準(zhǔn)確，即要準(zhǔn)確稱量。（2）加熱使晶體全部失去結(jié)晶水。二、實(shí)驗(yàn)用品分析1稱量：托盤天平、研缽（用來研碎晶體）2加熱：坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥

2、三角、玻璃棒、酒精燈3冷卻：干燥器。三、實(shí)驗(yàn)步驟1研磨2稱量：記下坩堝與晶體的總質(zhì)量m13加熱：緩慢加熱、用玻璃棒攪拌，直到藍(lán)色晶體完全變成白色粉末，且不再有水蒸氣逸出，然后放在干燥器里冷卻。4稱量：記下坩堝與無水硫酸銅的總質(zhì)量m25再加熱稱量：再加熱無水硫酸銅，冷卻后再稱量，至連繼兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g為止。6計(jì)算：CuSO4 xH2O 理論值： w（結(jié)晶水) = 18x/(160+18x)實(shí)際值： w（結(jié)晶水)= (m1-m2)/ m（硫酸銅）7誤差分析：實(shí)驗(yàn)一 硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定 (1)測定原理：CuS045H20中，Cu(H2O)42+與 S042-H20，其中前者是

3、藍(lán)色的，后者是_色的。5個(gè)水分子與CuS04結(jié)合力是_，在383 K時(shí)，Cu(H2O)42+失去4個(gè)水分子，在531 K時(shí)，才能使_中的水失去。 (2)測定標(biāo)準(zhǔn)記量： 如果用w為托盤天平稱量坩堝的質(zhì)量，w2為坩堝與晶體的總質(zhì)量，w3是無水CuS04與坩堝再加熱，放在干燥器中冷卻后的質(zhì)量。設(shè)x為結(jié)晶水的物質(zhì)的量，則計(jì)算x的數(shù)學(xué)表達(dá)式為值只有在4.9-5.1之間，才表明實(shí)驗(yàn)是成功的。 (3)測定誤差分析： 你認(rèn)為在_條件下會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。你認(rèn)為產(chǎn)生誤差的可能情況有哪些? (至少寫五種) 問題：脫水后的白色CuSO4 粉未為什么要放在干燥器中冷卻？ 重點(diǎn)點(diǎn)撥 做此實(shí)驗(yàn)如果沒有瓷坩堝、坩堝鉗、鐵架臺(tái)等

4、儀器，可用試管和試管夾代替來做，步驟如下： 用天平準(zhǔn)確稱量出干燥試管的質(zhì)量，然后稱取已研碎的CuS045H20并放入干燥的試管。 CuSO45H2O應(yīng)鋪在試管底部。 把裝有CuS045H20的試管用試管夾夾住，使管口向下傾斜，用酒精燈慢慢加熱。應(yīng)先從試管底部加熱，然后將加熱部位逐步前移，至CuS045H20完全變白：當(dāng)不再有水蒸氣逸出時(shí)，仍繼續(xù)前移加熱，使冷凝管在試管壁上的水全部變成氣體逸出。 待試管冷卻后，在天平上迅速稱出試管和 CuS04的質(zhì)量。 加熱，再稱量，至兩次稱量誤差不超過0.1為止。 問題： 該實(shí)驗(yàn)為什么以兩次稱量誤差不超過0.1 g(即 (0.1 g)作為標(biāo)準(zhǔn)? 答：用加熱的方

5、法除去CuS045H20中的結(jié)晶水，為了避免加熱時(shí)間過長或溫度過高造成的CuS04分解，就不可避免的沒有使CuSO45H2O中結(jié)晶水全部失去，這勢必會(huì)造成新的誤差。為此，本實(shí)驗(yàn)采取了多次加熱的方法，以盡可能的使晶體中的結(jié)晶水全部失去。0.1 g是托盤天平的感量，兩次稱量誤差不超過0.1 g，完全可以說明晶體中的結(jié)晶水已全部失去。 習(xí)題解析 例1根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)，填定下列空白。 (1)從下列儀器選出所需儀器(用標(biāo)號(hào)字母填寫) A.托盤天平(帶砝碼) B.研缽 C.試管夾 D.酒精燈 E.蒸發(fā)皿 F.玻璃棒 G.坩堝 H.干燥器 I.石棉網(wǎng) L三腳器 除上述儀器外，還需要

6、的儀器是_ (2)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)各得到以下數(shù)據(jù) 請(qǐng)寫出結(jié)晶水含量(x)的計(jì)算公式(用w1， W2，W3)，x= 該生測定結(jié)果是偏高還是偏低? 從下列分析中選出該學(xué)生產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是(填寫字母) A.加熱前稱量時(shí)容器未完全干燥 B.最后兩次加熱后的質(zhì)量相差較大 C.加熱后容器未放人干燥器中冷卻 D.加熱過程中有少量濺失 解析該題是典型的學(xué)生實(shí)驗(yàn)題，包括實(shí)驗(yàn)原理，儀器選用，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作分析誤差原因三個(gè)方面的要求，具有代表性和綜合性。解答此題的關(guān)鍵是懂得實(shí)驗(yàn)原理 CuS045H20CuS04+5H20 (藍(lán)色) (白色) 對(duì)于已經(jīng)認(rèn)真完成學(xué)習(xí)大綱中規(guī)定實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說，正確選取儀器并不困難。根據(jù)實(shí)

7、驗(yàn)原理得到硫酸銅中結(jié)晶水含量的計(jì)算公式，x=(w2-w3)/(w2-w1)100%，由此可以求出實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果x=44；而由硫酸銅分子CuS045H20求得的結(jié)晶水含量為36。因此實(shí)驗(yàn)值偏高了。分析實(shí)驗(yàn)誤差的原因，必須把實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作緊密結(jié)合，才能作出正確的判斷。 答案(1)A、B、D、F、G、H、J，坩堝鉗、泥三角、藥匙 (2)(w2-w3)/(w2-w1)100；偏高 (3)A、D 實(shí)驗(yàn)針對(duì)性練習(xí) 一、選擇題 1.某學(xué)生稱量CuS045H2O時(shí)，左盤放砝碼4 g，游碼在0.5刻度處，天平平衡.右盤CuS045H20晶體的質(zhì)量是 ( ) A.4.5 g B.4 g C.3，5 g D.3

8、g 2.下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)引起測定結(jié)果偏高的是 A.測定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)中，晶體加熱完全失去結(jié)晶水后，將盛試樣的坩堝放在實(shí)驗(yàn)桌上冷卻 B.中和滴定用的錐形瓶加入待測液后，再加少量蒸餾水稀釋 C.為了測定一包白色粉末的質(zhì)量，將藥品放在右盤，砝碼放在左盤，并需移動(dòng)游碼使之平衡 D.取待測液的酸式滴定管用水洗后，沒用待測液潤洗 3.實(shí)驗(yàn)室測定CuS045H20晶體里結(jié)晶水的n值時(shí)，出現(xiàn)了三種情況： 晶體中含有受熱不分解的物質(zhì) 晶體尚帶藍(lán)色，即停止加熱 晶體脫水后放在臺(tái)上冷卻，再稱量。使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的原因是 ( ) A. B. C. D. 4.下列操作：用鐵坩堝灼燒燒堿 用瓷坩堝除去膽礬晶體中的

9、結(jié)晶水 用酸式滴定管裝KMn04溶液 直接加熱蒸發(fā)皿，其中正確的是 ( ： A.都正確 B. C. D. 5.下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)引起測定結(jié)果偏高的是 ( ) A.測定膽礬晶體結(jié)晶水含量時(shí)，強(qiáng)熱迅速蒸干，在干燥器中冷卻后稱量 B.中和滴定時(shí)，錐形瓶里有少量水 C.用量筒量取液體時(shí)，仰視讀數(shù) D.加熱膽礬晶體測其結(jié)晶水含量時(shí)，加熱過程中坩堝沒有蓋蓋 6.托盤天平一般精確到_g，稱取5.0g CuS045H20之前，應(yīng)先將天平_并在兩個(gè)托盤上各放_(tái)。然后在 _盤先放 _g_。在_盤加 _。稱畢應(yīng)及時(shí)將砝碼_，并使天平復(fù)原。 7.已知在坩堝中加熱硫酸銅晶體，受熱分解過程如下： 有人借助如圖封閉裝置進(jìn)行硫酸

10、銅晶體脫水實(shí)驗(yàn)， 回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)可用于驗(yàn)證的化學(xué)定律是_ (2)d處加熱片刻后現(xiàn)象_ (3)你認(rèn)為此裝置設(shè)計(jì)是否合理、科學(xué)?如不合理，理由_ 8.實(shí)驗(yàn)室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的相對(duì)原子質(zhì)量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2NH3十3CuO N2十3Cu十3H20。 (1)如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H20的；質(zhì)量m(CuO)、m(H20)時(shí)，請(qǐng)用上圖所示的儀器設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案。 儀器連接的順序(填編號(hào)；儀器可重復(fù)使用)是_ D中濃硫酸的作用是_ 列出計(jì)算Cu的相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式：_ 下列情況將使測定結(jié)果偏大的是_ a.CuO未全部還原為Cu b.CuO受潮 c.CuO中混有Cu (2)如果仍采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)其他方案，還可測定的物理量有_ A.m(Cu) m(CuO) B.m(N2) m(H2O) C.m(Cu)和m(H20) D.m(NH3)和m(H2O) 實(shí)驗(yàn)一 硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定針對(duì)訓(xùn)練答案 一、選擇題 1.C 2.C 3.D 4.A 5.A 6.0.1 調(diào)節(jié)平衡 相同的紙 右 5 g砝碼左 硫酸銅晶體取下放回砝碼盒 7.(1)質(zhì)量守恒定律 (2)藍(lán)色變白色 (3)密封容器加熱后誣強(qiáng)增大