制備二水合氯化銅

本文格式為Word版，下載可任意編輯——制備二水合氯化銅CuCl2.2H2O制備及其組成、雜質(zhì)含量的測(cè)定

劉相李111130074化學(xué)化工學(xué)院

一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（1）查閱資料，了解制備銅的眾多方法，學(xué)習(xí)自我設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案；（2）學(xué)習(xí)銅，銅的可溶性鹽，難溶性鹽的性質(zhì)，通過比較性質(zhì)之間的差

別，選擇規(guī)避雜質(zhì)產(chǎn)生的最好方法；

（3）根據(jù)二水合氯化銅的性質(zhì)，確定試驗(yàn)操作，試驗(yàn)儀器，試驗(yàn)所需藥

物，和試驗(yàn)操作條。，

（4）學(xué)習(xí)歸納、對(duì)比、判斷、綜合考慮問題、書面表達(dá)

（5）體驗(yàn)獨(dú)立查閱資料——設(shè)計(jì)試驗(yàn)——獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)制備——成分、

雜質(zhì)檢測(cè)——試驗(yàn)總結(jié)——形成小論文，這一研究過程。

二、試驗(yàn)原理：

1、Cu的金屬性比較弱，鹽酸是非氧化性酸，Cu與鹽酸不能直接反應(yīng)，所以要引入氧化劑，常用的氧化劑有過氧化物，硝酸，次氯酸鹽，氯酸鹽，高錳酸鉀，二氧化錳等。為提高二水合氯化銅的純度，制備過程中應(yīng)盡可能避免引入雜質(zhì)，或引入雜質(zhì)應(yīng)簡(jiǎn)單去除。因此選擇的氧化劑可以是過氧化氫（綠色氧化劑，無雜質(zhì)），

硝酸[1]（和銅反應(yīng)生成硝酸銅，加熱分解變?yōu)檠趸~，再參與鹽酸，但反應(yīng)產(chǎn)生氮的氧化物，有毒，污染空氣），次氯酸和鹽酸（混酸）（和銅反應(yīng)產(chǎn)氯化銅

Cu+HClO+HCl=CuCl2+H2O)

2、帶兩個(gè)結(jié)晶水的生成，由氯化銅水溶液生成結(jié)晶時(shí)，關(guān)鍵在于水溶液的溫度的控制，由于由查資料知：氯化銅水溶液生成結(jié)晶，在299～315K（26-42oC）得二水鹽，在288K（15oC）以下得四水鹽，在288～298.7K（15-25.7o

C）得三水鹽，在315K（42oC以上）以上得一水鹽。因此為得到二水鹽，要使用溫度計(jì)控制結(jié)晶溫度在26-42oC之間，由于溫度較低，水分蒸發(fā)慢，結(jié)晶可能會(huì)花大量時(shí)間，而且由于加熱時(shí)容器受熱不均，靠近容器底部和容器上部液體溫度不一樣，使用溫度計(jì)時(shí)要將溫度計(jì)靠近底部，保證底部溫度不能超過42oC[2]。

2、二水合氯化銅的性質(zhì)：綠色菱形結(jié)晶，單斜晶系。在潮濕空氣中易潮解，在枯燥空氣中也易風(fēng)化。易溶于水、氯化銨、丙酮、醇及醚中。有毒，應(yīng)密閉貯存。制備過程中要注意安全。

3、可能還有的雜質(zhì)：由于銅片中常還有S，砷，鐵，等雜質(zhì)，S經(jīng)氧化轉(zhuǎn)化為硫酸根，鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，由資料上可知，可以選擇適合的方法分析出雜質(zhì)的含量。

三、試驗(yàn)

方案一：次氯酸和鹽酸法（1）藥品及試驗(yàn)儀器

5克銅屑6mol/lHCl,40%HClO（2）步驟

稱量5g銅屑，灼燒至表面浮現(xiàn)黑色，冷卻；

在通風(fēng)櫥中，再加12mlHClO（過量）和14ml鹽酸的混合液于蒸發(fā)

皿中，然后參與銅屑5g。蓋上表面皿，水浴加熱，待銅屑近于全部溶解，在加熱一段時(shí)間使多余的HClO分解，趁熱用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液于另一蒸發(fā)皿中。水浴加熱，控制溫度在299-315K，濃縮至表面有較多晶體膜出現(xiàn)，冷卻結(jié)晶，吸濾，即得粗產(chǎn)品。

提純：

重結(jié)晶法：將粗產(chǎn)品以0.85ml/l溶于水，加熱使CuCl2.2H2O完全溶解，冷卻到30度左右，有晶體析出，過濾。用少量乙醇洗滌，將產(chǎn)品從濾紙上取出，放在表面皿上枯燥。（3）有關(guān)計(jì)算

鹽酸：5/63.5/6*1000=14

HClO:5/63.5*54.5/0.4=11(取12毫升，過量，抵消分解造成的損失)參考373化銅的溶解度進(jìn)行計(jì)算。（373時(shí)氯化銅溶解度為120/100g水）故溶解理論產(chǎn)量的二水合氯化銅需要水：（5*170.5/63.5）*100/120=11.1g鹽酸和次氯酸中帶的水足量，所以不需要加水。

方案二：過氧化氫和鹽酸法

（1）藥品和試驗(yàn)儀器

銅屑5克，30%的過氧化氫，6mol/L鹽酸

蒸發(fā)皿，玻璃棒，表面皿，燒杯，量筒，膠頭滴管

（2）步驟

①CuCl2·2H2O的制備

稱量5g銅屑，灼燒至表面浮現(xiàn)黑色，冷卻；在通風(fēng)櫥中，再加8.5ml30%H2O2和27ml濃鹽酸的混合液于蒸發(fā)皿中，然后參與銅屑5g。蓋上表面皿，水浴加熱，待銅屑近于全部溶解，趁熱用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液于另一蒸發(fā)皿中。水浴加熱，控制溫度在299-315K，濃縮至表面有較多晶體膜出現(xiàn)，冷卻結(jié)晶，吸濾，即得粗產(chǎn)品。

②提純重結(jié)晶法：將粗產(chǎn)品以0.85ml/l溶于水，加熱使CuCl2.2H2O完全溶解，冷卻到30度左右，有晶體析出，過濾。用少量乙醇洗滌，將產(chǎn)品從濾紙上取出，放在表面皿上枯燥。

③有關(guān)計(jì)算

Cu+H2O2+2HCl=CuCl2·2H2O

H2O2體積：（5/63.5）/9.8=8.0ml（取8.5ml）HCl體積：（5/63.5）*2/6=27ml參考373化銅的溶解度進(jìn)行計(jì)算。（373時(shí)氯化銅溶解度為120/100g水[3]）

故溶解理論產(chǎn)量的二水合氯化銅需要水：（5*170.5/63.5）*100/120=11.1g

H2O2帶入體系的水：5.95gHCl帶入體系的水：20g左右

帶入體系的水大于所需的水，所以不要加水

四、誤差分析

在氨性緩沖溶液中，以紫脲酸銨為指示劑，用配位滴定法測(cè)定CuCl2·2H2O的含量，需注意：

①緩沖溶液中，氨水濃度不能大，否則Cu(NH3)42+濃度大，溶液呈深藍(lán)色，使終點(diǎn)變色不明顯或無變色。因此氨性緩沖液配制如下：2mol·L-1NH4Cl溶液與1mol·L-1氨水等體積混合。②Cu2+的濃度不能大。

五、含量及雜質(zhì)測(cè)定

測(cè)定中所需標(biāo)準(zhǔn)溶液、雜質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液、制劑及制品按GB601-77、GB602-77、GB603-77之規(guī)定制備。

1．CuCl2·2H2O含量測(cè)定：稱取0.35g樣品，稱準(zhǔn)至0.0002g。溶于水，移入100mL容量瓶中，稀釋至刻度。取25.00mL，稀釋至100mL，加15mL氨一氯化銨緩沖溶液乙(pH=l0)及0.2g紅紫酸銨混合指示劑，用0.O2mol·L-1乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈紫藍(lán)色。CuCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)按下式計(jì)算：

式中：

V－乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)淮溶液之用量，mL；c－乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol·L-1；m－樣品質(zhì)量，g；

0.1705－每毫摩爾分子CuCl2·2H2O之克數(shù)。2．雜質(zhì)測(cè)定：樣品須稱準(zhǔn)至0.01g。

(1)水不溶物：稱取20g樣品，溶于150mL熱水中，加1mL鹽酸，在水浴上保溫lh。用恒重的4號(hào)玻璃坩鍋過濾，用熱水洗滌濾渣至洗液無色，于378～383K烘至恒重。濾渣質(zhì)量不得大于：

分析純………………1.0mg化學(xué)純………………4.0mg

(2)硫酸鹽：稱取1g樣品，溶于25mL水中，加1毫升3mol·L-1鹽酸(必要時(shí)過濾)，于303～308K水浴中保溫10min，加3mL25%氯化鋇溶液，搖勻，放置30min。所呈濁度不得大于標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)是取25mL不含硫酸鹽的氯化銅溶液，于303～308K水浴中保溫10min，加以下數(shù)量的SO42-：

分析純………………0.03mg化學(xué)純………………0.01mg

及3mL25%氯化鋇溶液，與同體積樣品溶液同時(shí)放置30min比濁。

注：不含硫酸鹽的氯化銅溶液的制備——稱取4g樣品，溶于80mL水中，加4mL2mol·L-1鹽酸，煮沸，加4mL25%氯化鋇溶液，稀釋至100mL，放置12～18h，過濾。

(3)硝酸鹽：稱取1g樣品，溶于10mL水中，加10mL10%氫氧化鈉溶液，在水浴上加熱15min，冷卻，稀釋至100mL，過濾。取10mL，加1mL10%氯化鈉溶液，1mL0.001mol·L-1靛藍(lán)二磺酸鈉，在搖動(dòng)下于10～15s內(nèi)加10mL硫酸，放置1Omin。所呈藍(lán)色不得淺于標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是取以下數(shù)量的NO3-：

分析純………………0.01mg化學(xué)純………………0.03mg

稀釋至10mL，與同體積樣品溶液同時(shí)同樣處理。(4)鐵：

a.原子吸收分光光度法

儀器條件，

光源：鐵空心陰極燈;波長(zhǎng)：248.3毫微米;火焰：乙炔—空氣

測(cè)定方法：稱取10g樣品，溶于水，稀釋至100mL，取10mL，共四份。按HG3-1013-76其次章第2條第(2)款之規(guī)定測(cè)定。

b.化學(xué)分析法

稱取1g樣品，溶于20mL水中，加0.5mL5mol·L-1硝酸，煮沸2min，加2g不含鐵的氯化銨，滴加10%氨水至生成的沉淀溶解，在水浴上加熱30min，用無灰濾紙過濾，以每100mL水含有5g不含鐵的氯化銨和5mL氨水的混合液洗滌沉淀至濾紙上的藍(lán)色完全消失，再以熱水洗滌三次。用3mL6mol·L-1熱鹽酸溶解沉淀，以10mL水洗滌濾紙，收集濾液及冼液，用10%氨水中和，加3滴6mol·L-1鹽酸，稀釋至20mL，加2mL10%磺基水楊酸溶液，搖勻，加5mL10%氨水，搖勻。所呈黃色不得深于標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是取以下數(shù)量的Fe3+：

分析純……………0.02mg化學(xué)純……………0.05mg

加3滴6mol·L-1鹽酸，稀釋至20mL，與同體積樣品溶液同時(shí)同樣處理。（5)砷：稱取1g樣品，溶于40mL水中。加1mL硝酸，煮沸2min，加1mL1%硫酸鐵銨溶液。滴加10%氨水至生成的沉淀再溶解，并過量2mL，煮沸，在水浴中保溫30min，過濾，用1%氨水洗滌，沉淀用2mL6mol·L-1熱鹽酸溶解。并用水洗滌，收集濾液及冼液，稀釋至70mL，按GB610-77之規(guī)定測(cè)定。溴化汞試紙所呈棕黃色不得深于標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)是取以下數(shù)量的As：

分析純……………0.002mg化學(xué)純……………0.005mg