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硫酸铜结晶水含量的测定

2016年11月10日 00:20:59 访问量:401

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:(1m1m2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

 [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

 CuS04·5H20CuS04+5H20

(蓝色)    (白色)

      [答案](1)ABDFGHJ,坩埚钳、泥三角、药匙

  (2)(w2-w3)/(w2-w1)×100%;偏高

(3)AD

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.35 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:

2NH33CuO ----- N23Cu3H20

(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)____________________________ 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)m(H20) D.m(NH3)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)BCACD  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   a c

  (2)AC

 

 

 

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