硫酸铜晶体

用于电镀或染色

硫酸铜晶体是一种蓝色晶体，成分主要为五水硫酸铜，分子式为CuSO4·5H2O，即硫酸铜的水合物。其可以用来电镀或染色，别称蓝矾、胆矾。

用途

主要用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂、防腐剂，也用于鞣革、铜电镀、选矿等。也可做中药成分。

制备

1.将瓷皿中放入电解铜(铜丝或刨铜屑)，加入硫酸，加热至70～80℃。分次加入相对密度为1.40硝酸(小心喷溅！)。

2.若有结晶析出，可加入水。反应完毕时应剩余少量铜。倾出溶液，蒸发至出现结晶膜。冷却，吸滤出结晶，用少量水洗涤。

3.将制得的结晶溶于1.5倍热水，过滤，蒸发至形成结晶膜，冷却。吸滤出结晶。所得硫酸铜需经2～3次重结晶，方可制得化学纯的产品。

大晶体制备

准备：分析纯的硫酸铜、烧杯、玻璃棒、滤纸、蒸馏水、细线等。

在盛100mL水的烧杯里，加入研细的硫酸铜粉末10g，同时加1mL稀硫酸，加热，使晶体完全溶解。

继续加热到80—90℃，趁热过滤（推荐把滤纸折为菊花形），滤液流入一洗净并用热水加温过的烧杯里，加盖静置。

经几小时或一夜，将会发现杯底有若干颗小晶体生成.

拣取一颗晶形比较完整的晶体，用细线系住，悬挂在盛饱和硫酸铜溶液的烧杯里，并加盖静置。

每天再往烧杯里加入少量微热的饱和硫酸铜溶液，小晶体会逐渐长大，成为一块大晶体。

注：如果要在铜丝上结特定形状的晶体，可以在铜丝上缠绕细线帮助结晶。

结晶水合物

许多物质从水溶液里析出晶体时，晶体里常含有一定数目的水分子，这样的水分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。

结晶水合物里的水分子属于结晶水合物化学固定组成的一部分。

性质

水合物含一定量水分子的固体化合物。水合物中的水是以确定的量存在的，例如硫酸铜CuSO4的水合物的组成为CuSO4·5H2O。水合物中的水有几种不同的结合方式:一种是作为配体，配位在金属离子上，称为配位结晶水；另一种则结合在阴离子上，称为阴离子结晶水。例如CuSO4·5H2O加热到45℃时，失去两分子水，113℃时，失去四分子水。只有加热到258℃以上，才能脱去最后一分子水。由此可见，4个水分子是作为配体以平行四边形配位在铜离子上的，即[Cu(H2O)4]2+；另一个水分子则结合在硫酸根上，一般认为，这个水分子通过氢键与另外两个配位水分子及硫酸根相结合。CuSO4·5H2O按水分子的结合方式，其结构式可写成[Cu(H2O)4][SO4(H2O)]。当硫酸铜晶体受热失水时，首先失去铜离子两个非氢键配位结晶水，然后失去其两个氢键配位结晶水，最后失去阴离子结晶水。其他许多硫酸盐晶体如FeSO4·7H2O、NiSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等，均有相似的结合方式。

在过渡金属的水合物中，相同组成的水合物往往由于其中的水分子的结合方式不同而使其性质发生变化。例如无水三氯化铬呈红紫色；其水合物为暗绿色晶体，实验式为Cr Cl3·6H2O。经实验证明，6个水分子中只有4个水分子和2个氯离子作为配体与铬离子结合在内界[Cr(H2O)4Cl2]+，不论在晶态或在水溶液中均稳定存在，因此，这种水合物的结构式可写成[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。如将暗绿色晶体的溶液冷却至0℃以下并通入氯化氢气体，则析出紫色晶体，其结构式为[Cr(H2O)6]Cl3。将紫色晶体的溶液用乙醚处理并通以氯化氢气体，就析出一种淡绿色晶体，其结构式为[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O。

水也可以不直接与阳离子或阴离子结合而依一定比例存在于晶体内，在晶格中占据一定的部位。这种结合形式的水称为晶格水，一般含有12个水分子。有些晶形化合物也含水，但无一定比例。例如沸石和其他硅酸盐矿物。一些难溶的金属氢氧化物实际上也是水合物。

例题

当计算时，若题目说明是硫酸铜晶体，化学式应是CuSO4·5H2O，相对分子质量是250。

若题目说明是硫酸铜，化学式是CuSO4，这时相对分子质量取为160。

用硫酸铜晶体配置0.10 mol/L 的硫酸铜溶液1000mL时,应称取晶体多少克?

提示：

这时硫酸铜晶体的相对分子应取250

答案：0.10 mol/L×1L×250g/mol=25.0g

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