高中化学“硫酸铜晶体里结晶水含量的测定”实验详解 专题辅导

3.4如何测定硫酸铜晶体中结晶水的含量一．教学目标
掌握结晶水合物中结晶水含量的测定原理和方法，初步学会用称重的方法（重量法）解决简单化学测定的实验设计；知道瓷坩埚、研钵的用途和操作方法。

通过问题的分析理解硫酸铜晶体中结晶水含量测定的原理，通过对实验方案及仪器选择的讨论、评价与优化感受探究过程中渗透的科学美，培养严密的逻辑思维能力与严谨的科学态度。

二．教学重点和难点
教学重点
实验原理、方案设计、恒重操作。

教学难点
恒重操作以及实验误差分析
三、教学内容
1．教学过程
数据处理
1、实验冷却瓷坩埚未放入干燥器
本节课中我想传授给学生的内容较多：实验研究对象的选择标准、实验方案筛选的标准、加热及称重过程中的要点及装置等，教学内容多了后，重点就不够突出，这在之后教学中需要更用心的筛选教学内容，语言更加精炼。

实验一硫酸铜晶体中结晶水含量的测定（1）测定原理：CuSO4·5H2O中，Cu(H2O)42+与SO42-·H2O，其中前者是蓝色的，后者是_______色的。

5个水分子与CuSO4结合力是__________，在383 K时，Cu(H2O)42+失去4个水分子，在531 K时，才能使_________中的水失去。

（2）测定标准记量：如果用w为托盘天平称量坩埚的质量，w2为坩埚与晶体的总质量，w3是无水CuS04与坩埚再加热，放在干燥器中冷却后的质量。

设x为结晶水的物质的量，则计算x的数学表达式为值只有在4.9-5.1之间，才表明实验是成功的。

（3）测定误差分析：你认为在_________条件下会导致实验失败。

你认为产生误差的可能情况有哪些? (至少写五种)问题：脱水后的白色CuSO4粉未为什么要放在干燥器中冷却？重点点拨做此实验如果没有瓷坩埚、坩埚钳、铁架台等仪器，可用试管和试管夹代替来做，步骤如下：①用天平准确称量出干燥试管的质量，然后称取已研碎的CuSO4·5H2O并放入干燥的试管。

CuSO4·5H2O应铺在试管底部。

②把装有CuS04·5H20的试管用试管夹夹住，使管口向下倾斜，用酒精灯慢慢加热。

应先从试管底部加热，然后将加热部位逐步前移，至CuS04·5H2O完全变白：当不再有水蒸气逸出时，仍继续前移加热，使冷凝管在试管壁上的水全部变成气体逸出。

③待试管冷却后，在天平上迅速称出试管和CuSO4的质量。

④加热，再称量，至两次称量误差不超过0.1为止。

问题：该实验为什么以两次称量误差不超过0.1 g(即(0.1 g)作为标准?答：用加热的方法除去CuSO4·5H2O中的结晶水，为了避免加热时间过长或温度过高造成的CuS04分解，就不可避免的没有使CuSO4·5H2O中结晶水全部失去，这势必会造成新的误差。

为此，本实验采取了多次加热的方法，以尽可能的使晶体中的结晶水全部失去。

结晶水合物中结晶水含量的测定主讲：黄冈中学教师罗丹一周强化一、一周知识概述1、学习测定晶体里结晶水含量的方法；2、练习坩埚的使用方法，初步学会研磨操作；3、巩固天平的使用，学会分析实验误差。

二、重点知识归纳及讲解1、实验原理硫酸铜晶体中结晶水的质量分数＝(硫酸铜晶体和瓷坩埚的质量—无水硫酸铜和瓷坩埚的质量=结晶水的质量)。

2、实验仪器：研钵、托盘天平、酒精灯，三脚架、泥三角、坩埚，坩埚钳、玻璃棒、干燥器3、实验步骤①研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。

②称量：准确称量干燥的瓷坩埚的质量，并用此坩埚准确称取一定质量已研碎的硫）。

酸铜晶体。

记下坩埚和硫酸铜晶体的总质量（m1③加热：将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三角上，用酒精灯缓慢加热晶体，并用玻璃棒轻轻搅拌晶体，使其失去全部结晶水(由蓝色完全变为白色),且不再有水蒸气逸出。

然后将坩埚放在干燥器里冷却。

加热装置如下图所示（加热时去掉坩埚上盖）。

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。

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，记下质量。

到两次称量的质量相差不超过0．1g为止。

记下坩埚和无水硫）。

酸铜的总质量（m2⑥计算：根据实验测得的结果求硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。

4、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而引起测得值偏低(相当于水没有完全失去)。

②晶体要在坩埚底上摊开加热，有利于失去全部结晶水，以免引起测得值偏低。

③加热时间不充分、加热温度过低(未全变白)，都会使测得值偏低。

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，引起测量值偏高。

⑤加热温度过高或时间过长，会导致硫酸铜少量分解，使测得值偏高。

5、分析实验中产生误差的原因设硫酸铜晶体组成CuSO·xH2O，m1为坩埚和晶体的质量，m2为加热后冷却称量所4得坩埚与粉末的质量。

定量实验3：硫酸铜晶体中结晶水含量的测定教材梳理一、实验原理1．硫酸铜晶体是一种比较稳定的结晶水合物，当加热到258℃左右时将全部失去结晶水，根据加热前后的质量差，可推算出其晶体的结晶水含量。

2．测定硫酸铜晶体（CuSO4·x H2O）中结晶水的含量的思路加热晶体至晶体完全失去结晶水，固体前后质量差就是结晶水的质量。

计算公式：二、实验过程1. 实验目的测定硫酸铜晶体中结晶水的含量（CuSO4·x H2O中x的值）2. 实验仪器研钵、电子天平、坩埚、坩埚钳、药匙、泥三角、酒精灯、玻璃棒、干燥器、铁架台（铁圈）泥三角坩埚坩埚钳电子天平干燥器干燥器是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。

干燥器的使用注意事项：（1）干燥剂不可放得太多，以免沾污坩埚底部。

（2）搬移干燥器时，要用双手拿着，用大拇指紧紧按住盖子。

（3）打开干燥器时，不能往上掀盖，应用左手按住干燥器，右手小心地把盖子稍微推开，等冷空气徐徐进入后，才能完全推开，盖子必须仰放在桌子上。

（4）不可将太热的物体放入干燥器中。

（5）有时较热的物体放入干燥器中后，空气受热膨胀会把盖子顶起来，为了防止盖子被打翻，应当用手按OxHCuSOOxHCuSO2424·+−→−△xOHMOHmCuSOMCuSOm∶∶1)()()()(2244=xOHMCuSOmOxHCuSOmCuSOMCuSOm∶∶1)()()·()()(242444=-住，不时把盖子稍微推开。

（6）灼烧或烘干后的坩埚和沉淀，在干燥器内不宜放置过久，否则会因吸收一些水分而使质量略有增加。

（7）变色硅胶干燥时为蓝色，受潮后变粉红色。

可以在120℃烘受潮的硅胶待其变蓝后反复使用，直至破碎不能用为止。

3．实验步骤（1）研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。

(防止加热时可能发生迸溅) （2）称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量（m 0g ）。

《如何测定硫酸铜晶体中结晶水的含量》知识清单一、实验目的咱们做这个实验呢，就是要搞清楚硫酸铜晶体里到底有多少结晶水。

就好比你想知道一个盒子里装了多少颗糖一样，只不过这里是晶体里的结晶水。

这可以帮助我们更好地了解硫酸铜晶体的组成结构等好多知识呢。

二、实验原理1、硫酸铜晶体的性质硫酸铜晶体啊，它的化学式是CuSO₄·nH₂O，这里的n就是我们要找的结晶水的数量。

这个晶体是蓝色的，可漂亮了。

当我们加热这个晶体的时候，那些结晶水就会跑掉，晶体就会从蓝色变成白色的无水硫酸铜（CuSO₄）。

这就像一个人脱了外套一样，晶体失去了结晶水这个“外套”。

2、根据质量变化计算我们根据加热前后硫酸铜晶体的质量变化来计算结晶水的含量。

比如说，原来晶体有10克，加热后变成了6.4克，少掉的那3.6克就是结晶水的质量啦。

然后再通过一些计算就能得出结晶水的数量n了。

三、实验仪器和药品托盘天平：这个就像是一个很精确的小秤，能称出东西的重量。

不过使用的时候要小心，要把它放在水平的桌面上，而且称东西之前要先调平哦。

就像你搭积木，得先把地基搭平了一样。

瓷坩埚：这是用来装硫酸铜晶体加热的容器。

它能耐高温，就像一个坚强的小房子，保护着里面的晶体在加热的时候不受到外界的干扰。

坩埚钳：这是用来夹取坩埚的工具。

它的样子就像一把长长的夹子，但是可别小看它，它能稳稳地夹住坩埚，就像我们用筷子夹菜一样熟练。

三脚架：这是给坩埚提供一个支撑的架子，就像桌子的三条腿一样，稳稳地把坩埚托住，这样在加热的时候就不会晃动了。

泥三角：它是放在三脚架上，然后把坩埚放在泥三角上加热的。

它就像是一个柔软的小垫子，让坩埚可以更安稳地待在三脚架上。

酒精灯：这是加热的工具。

它就像一个小火炉，给我们的实验提供热量。

使用酒精灯的时候也要小心，不能用嘴去吹灭它，得用灯帽盖灭，就像给小火炉盖个小帽子一样。

2、药品硫酸铜晶体：这就是我们的主角啦。

我们要测定它里面结晶水的含量。

250℃ 硫酸铜晶体结晶水含量的测定知识问答1.什么叫重结晶？此法提纯硫酸铜晶体的实验步骤是怎样的？各步是怎样操作的，目的是什么？答：为了得到纯度更高的晶体，将已结晶的物质再溶解、再结晶的操作叫重结晶。

此法提纯硫酸铜晶体的实验步骤是溶解、过滤、蒸发、结晶、干燥。

⑴溶解：将晶体溶于烧杯的热水中，以制得热饱和溶液。

⑵过滤：趁热（防止硫酸铜晶体析出）过滤，除去少量不溶性杂质。

⑶蒸发：将烧杯中的滤液蒸发一部分，得到热饱和溶液。

⑷结晶：将热饱和溶液冷却，析出晶体。

少量可溶性杂质留在母液里。

⑸干燥：将过滤出的晶体用玻璃棒转移到滤纸上，用滤纸吸去晶体表面的湿存水。

2.如何使制得的硫酸铜晶体干燥？答：将晶体放在表面皿上，用滤纸吸收晶体表面的水，再把晶体放在两层滤纸上，用玻璃棒将晶体铺开，上面再盖上一张滤纸，用手指轻轻压挤，再换新的滤纸，直至吸干。

3.硫酸铜晶体结晶水含量的测定的操作步骤有哪几步？答：①研磨 ②称量 ③加热 ④称量 ⑤加热再称量至恒重4.怎样判断晶体完全失水？答：当粉末完全变白，无蓝色无黑色，且两次称量质量相差不超过0.1g 时，晶体完全失水（一看颜色，二看差量）。

5.晶体为什么要研碎，为什么一定要放在干燥器中冷却？答：研碎后，加热时受热均匀，便于失水完全，也可防止受热不均匀局部过热爆溅。

在干燥器中冷却，保证无水硫酸铜不会从空气中吸收水分。

若在空气中冷却，会吸收空气中的水蒸气。

6.为什么加热要缓慢，同时用玻璃棒搅拌？答：这样保证受热均匀，防止局部过热造成晶体溅失或硫酸铜分解，增大实验误差。

7.此实验最少要称量几次?应记录哪些数据？答：此实验最少要称量4次：即称晶体、称坩埚和晶体、称坩埚和无水硫酸铜、再加热再称量至恒重（至少一次）。

实验中应记录晶体的质量，坩埚和晶体的总质量，坩埚和无水硫酸铜的总质量。

8.实验原理：O CuSO 4②加热失水是否彻底（时间不充分，温度低，未全变白）③温度是否过高CuSO 4分解（时间过长变灰变黑）⑤晶体中含杂质（分解和不分解的）⑥未研碎晶体飞溅损失。