实验：硫酸铜结晶水含量的测定
教学目标：学习测定晶体里结晶水含量的方法。
练习坩埚的使用方法，初步学会研磨操作。
教学重点：测定晶体里结晶水含量的方法。
一、实验原理
1． 反应原理
2． 计算原理
Δ
CuSO4 · xH2O == CuSO4 + x H2O Δm
160+18x 160 18x
m1 m2 m1-m2
x=160(m1-m2)/18m2 结晶水的质量分数 = (m1-m2)/ m2
3．实验成功的关键：（1）m1、m2的数值要准确，即要准确称量。
（2）加热使晶体全部失去结晶水。
二、实验用品分析
1．称量：电子天平、研钵（用来研碎晶体）
2．加热：坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、酒精灯
3．冷却：干燥器。
三、实验步骤
1．研磨
2．称量：记下坩埚与晶体的总质量m1
3．加热：缓慢加热、用玻璃棒搅拌，直到蓝色晶体完全变成白色粉末，且不再有水蒸气逸出，然后放在干燥器里冷却。
4．称量：记下坩埚与无水硫酸铜的总质量m2
5．再加热称量：再加热无水硫酸铜，冷却后再称量，至连继两次称量的质量差不超过0.1g为止。
6．计算：CuSO4 · xH2O
理论值： w（结晶水) = 18x/(160+18x)
实际值： w'（结晶水)= (m1-m2)/ m（硫酸铜）7．误差分析：
实验一 硫酸铜晶体中结晶水含量的测定
(1)测定原理： (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CuS04·5H20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CuS04·5H20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 CuS04的质量。
④加热，再称量，至两次称量误差不超过0.001为止。
习题解析
[例1]根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填定下列空白。
(1)从下列仪器选出所需仪器(用标号字母填写)
A.托盘天平(带砝码) B.研钵 C.试管夹 D.酒精灯
E.蒸发皿 F.玻璃棒 G.坩埚 H.干燥器 I.石棉网 L三脚器
除上述仪器外，还需要的仪器是_____________ 从下列分析中选出产生实验误差偏大的原因可能是(填写字母)
A.加热前称量时容器未完全干燥
B.最后两次加热后的质量相差较大
C.加热后容器未放人干燥器中冷却
D.加热过程中有少量溅失
[解析]该题是典型的学生实验题，包括实验原理，仪器选用，根据实验操作分析误差原因三个方面的要求，具有代表性和综合性。解答此题的关键是懂得实验原理
CuS04·5H20＝CuS04+5H20
(蓝色) (白色)
[答案](1)A、B、D、F、G、H、J，坩埚钳、泥三角、药匙
(2)(w2-w3)/(w2-w1)×100％；偏高
(3)A、D
实验针对性练习
一、选择题
1.某学生称量CuS04·5H2O时，左盘放砝码4 g，游码在0.5刻度处，天平平衡.右盘CuS04·5H20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，并需移动游码使之平衡
D.取待测液的酸式滴定管用水洗后，没用待测液润洗
3.实验室测定CuS04·5H20晶体里结晶水的n值时，出现了三种情况：
①晶体中含有受热不分解的物质 ②晶体尚带蓝色，即停止加热 ③晶体脱水后放在台上冷却，再称量。使实验结果偏低的原因是 ( )
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
4.下列操作：①用铁坩埚灼烧烧碱 ②用瓷坩埚除去胆矾晶体中的结晶水 ③用酸式滴定管装KMn04溶液 ④直接加热蒸发皿，其中正确的是 ( ：
A.都正确 B.①④
C.③④ D.②③
5.下列实验操作会引起测定结果偏高的是 ( )
A.测定胆矾晶体结晶水含量时，强热迅速蒸干，在干燥器中冷却后称量
B.中和滴定时，锥形瓶里有少量水
C.用量筒量取液体时，仰视读数
D.加热胆矾晶体测其结晶水含量时，加热过程中坩埚没有盖盖
6.已知在坩埚中加热硫酸铜晶体，受热分解过程如下：
有人借助如图封闭装置进行硫酸铜晶体脱水实验，
回答下列问题：
(1)本实验可用于验证的化学定律是_________________
(2)d处加热片刻后现象__________________________
(3)你认为此装置设计是否合理、科学?如不合理，理由___________________________
7.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的相对原子质量，反应的化学方程式为：
2NH3十3CuO ----- N2十3Cu十3H20。
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H20的；质量m(CuO)、m(H20)时，请用上图所示的仪器设计一个简单的实验方案。
①仪器连接的顺序(填编号；仪器可重复使用)是____________________________ D中浓硫酸的作用是______________________
②列出计算Cu的相对原子质量的表达式：______________
③下列情况将使测定结果偏大的是_________
a.CuO未全部还原为Cu
b.CuO受潮
c.CuO中混有Cu
(2)如果仍采用如图所示的实验装置，设计其他方案，还可测定的物理量有______________
A.m(Cu) m(CuO) B.m(N2) m(H2O) C.m(Cu)和m(H20) D.m(NH3)和m(H2O)
实验一 硫酸铜晶体里结晶水含量的测定针对训练答案
一、选择题
1.C 2.C 3.D 4.A 5.A
6.(1)质量守恒定律
(2)蓝色变白色
(3)密封容器加热后诬强增大，易损坏仪器，封闭容器不宜加热。
7.(1)①BCACD 吸收未反应的氨；防止空气中水分进入第二个C装置 固体由黑变红色
② ③a c
(2)AC