五水合硫酸铜(CuSO₄·5H₂O),又称为胆矾或蓝矾,是一种常见的无机化合物,广泛应用于农业、工业和实验室中。其制备过程简单易行,适合在实验室条件下完成。以下是通过化学反应制备五水合硫酸铜的方法。
实验材料与仪器
- 化学试剂:氧化铜(CuO)、稀硫酸(H₂SO₄)
- 实验器材:烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、蒸发皿、酒精灯
制备步骤
1. 溶解氧化铜
在烧杯中加入适量的稀硫酸,然后缓慢加入氧化铜粉末,边加边搅拌,直至氧化铜完全溶解。此时会发生如下化学反应:
\[
CuO + H₂SO₄ \rightarrow CuSO₄ + H₂O
\]
2. 过滤溶液
将溶解后的混合液静置一段时间,使不溶性杂质沉淀下来。使用漏斗和滤纸过滤溶液,确保得到澄清的硫酸铜溶液。
3. 浓缩溶液
将过滤后的硫酸铜溶液倒入蒸发皿中,在酒精灯上加热浓缩。过程中要不断搅拌,防止液体局部过热导致溅出。
4. 冷却结晶
当溶液浓缩至一定程度时停止加热,让其自然冷却。随着温度下降,硫酸铜会逐渐析出晶体。
5. 分离晶体
待晶体完全析出后,进行抽滤操作,将晶体与母液分离。用少量冷水洗涤晶体表面,去除残留杂质。
6. 干燥晶体
最后将晶体放置于通风处晾干,或者用烘箱低温烘干,即可获得纯净的五水合硫酸铜。
注意事项
- 操作时需佩戴防护手套及眼镜,避免接触强酸。
- 加热过程中应控制好火候,避免溶液沸腾溢出。
- 洗涤晶体时水量不宜过多,以免影响晶体纯度。
通过上述步骤,我们可以成功制备出高质量的五水合硫酸铜晶体。这种方法不仅实用性强,而且成本低廉,非常适合学生实验或小型生产需求。