人教版高二化学 实验一 硫酸铜晶体中结晶水含量的测定4页

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实验一 硫酸铜晶体中结晶水含量的测定
教案 5（1-3-1：硫酸铜结晶水含量测定）
（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。0.1 g
是托盘天平的感量，两次称量误差不超过 0.1 g，完全可以说明晶体中的结晶水已全部失去。
习题解析
[例题]在测定硫酸铜结晶水的实验操作中：
（1）加热前应将晶体放在__________中研碎，加热是放在__________中进行，加热失
水后，应放在__________中冷却。
（2）判断是否完全失水的方法是______________________________________________。
（3）做此实验，最少应进行称量操作_________次。
（4）下面是某学生一次实验的数据，请完成计算，填入下面的表中。

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坩埚质量 坩埚与晶体
总质量
加热后坩埚与
固体总质量
测得晶体中
结晶水个数
11.7g 22.7g 18.6g
（5）这次实验中产生误差的原因可能是________（填写字母）所造成。
A．硫酸铜晶体中含有不挥发性杂质 B．实验前晶体表面有湿存水
C．加热时有晶体飞溅出去 D．加热失水后露置在空气中冷却
[解析]硫酸铜结晶水含量测定实验是一个基本的定量实验，实验的关键是加热过程中使
晶体中的结晶水全部失去。为了保证失去全部结晶水，实验中要加热、称量、再加热、再称
量，直到最后两次称量值不超过 0.1g（0.1g 是托盘天平的感量）。
根据表中数据可计算出结晶水的质量，进而可计算出结晶水分子数。
（1）研钵；瓷坩埚；干燥器。
（2）最后一次加热前后两次质量数据差不超过 0.1g。
（3）4。
（4）设含结晶水个数为 x，则据题意有：
1:x= : = : ，解得 x=5.3。
（5）由（4）计算结果知实验结果偏高，由此可判断偏高的原因是 B、C。
实验针对性练习
一、选择题
1．某学生称量 CuSO4·5H2O 时，左盘放砝码 4 g，游码在 0.5 刻度处，天平平衡。右盘
CuSO4·5H2O
晶体的质量是 （ ）
A．4.5 g B．4 g C．3.5 g D．3 g
2．下列实验操作会引起测定结果偏高的是 （ ）
A．测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中，晶体加热完全失去结晶水后，将盛试样的坩
埚放在实验桌上冷却
B．中和滴定用的锥形瓶加入待测液后，再加少量蒸馏水稀释
C．为了测定一包白色粉末的质量，将药品放在右盘，砝码放在左盘，...