制取硫酸铜大晶体探究实验报告

1、制取硫酸铜大晶体实验探究报告学校：广州大学附属中学班级：初三（4）班组员：丘子贞、郑康维、谢广俊作品名称：蓝色妖姬实验名称：制取硫酸铜大晶体实验探究实验目的：培养化学实验中的动手能力和简单分析能力探究如何制取形状规则的硫酸铜大晶体实验用品：250ml烧杯两个、碗、玻璃棒、医用纱布、小水盆、保鲜膜、棉线、头发、笔、 小刀、小盒子、透明指甲油、五水硫酸铜（分析纯）试剂一瓶（500g/瓶）前期实验记录（准备期）：实验步骤实验现象实验分析与结论STEP 1.往烧杯内加入100ml常温蒸馏水，并加入 五水硫酸铜（以下称作硫酸 铜），配置成硫酸铜溶液。 把装有硫酸铜溶液的烧杯（以下称作溶液烧杯）放入 装有

2、沸水的小水盆中，隔水 加热溶液。加热过程中不断 搅拌溶液，直到有少量硫酸 铜不能再溶解，形成热饱和 溶液。在蒸馏水中加入硫酸铜后， 蒸馏水变成蓝色，颜色随搅拌 逐渐加深。溶液无臭。随着温度上升，硫酸铜溶解 速率加快。溶液达到一定浓度 时，硫酸铜不再溶解。不能溶 解的硫酸铜粉末悬浮在溶液 中，使溶液变浑浊。重复加热 后剩余粉末溶解，溶液再次变 澄清。烧杯壁上残留的硫酸铜溶 液蒸发后形成白色粉末，附在 杯壁上。五水硫酸铜为蓝色固体，易溶于水。根据书本，在升高温度的情况下，原来 的饱和溶液可以变成不饱和溶液。溶质不 能继续溶解时所得溶液即为饱和溶液。咨询老师得，该白色粉末是五水硫酸铜 失去结晶水后形

3、成的无水硫酸铜。无水硫 酸铜具有极强吸水性，吸水反应后能生成 五水硫酸铜。其具体化学方程式为：CuSO4+5H2O= CuSO4- 5H2O（反应条件 为加热）结论：配置硫酸铜溶液时应先查阅硫酸铜的 溶解度，按照比硫酸铜常温下溶解度多 23克的剂量添加试剂。持续搅拌至只有少量硫酸铜不能溶解 时溶液即饱和，不应再加热。STEP 2（1）.趁热直接将溶 液倒入碗中，碗放在水盆中 保温，等待溶液缓慢冷却， 静置一天。STEP.趁热用医用纱 布将溶液过滤到碗中，将碗 放在水盆外降温冷却，附上 保鲜膜，防震防尘，静置一 天。溶液在碗底析出大量碎晶，无 法析出一定大小的完整晶体。不经过滤的溶液中杂质较多。

4、根据结晶 原理，溶液中的固体杂质、微粒等都会诱 发结晶。将碗直接放在水盆外降温会使溶液冷 却过快，饱和溶液会有大量微小晶体迅速 析出。过多的晶体会互相粘连，导致培育晶种 失败。STEP 2（3）.趁热用医用纱 布将溶液过滤到普通饭碗 中，碗放在水盆中保温， 等待溶液缓慢冷却，覆上保 鲜膜，防震防尘，静置一天。溶液析出的晶体重叠在碗底， 形成一整块饼状晶体，很难拣 出形状完整晶体。溶液会在已形成的晶体表面上析出晶 体。STEP 2(4).趁热用医用纱 布将溶液过滤到底部直径 较大的、洁净的面碗中，碗 放在水盆中保温，等待溶 液缓慢冷却，覆上保鲜膜， 防震防尘，静置一天。碗底出现许多完整的蓝色 菱

5、形小晶体，长约1.2cm。小晶体似玻璃光泽，呈半透 明。溶液温度降低时，硫酸铜溶液重新达 到饱和，多余的即不能溶解的溶质就以晶体方式慢慢析出。溶液受外界杂质、振动干扰越少，析 出的晶体形状就越规则。硫酸铜的晶体属于三斜晶系结论：制作晶核时应控制溶液降温速度，使 其缓慢冷却。冷却后的溶液一定要进行过滤。在溶液析晶的过程中要意防尘。尽量选用底部直径较大的碗培养晶 核。STEP 3.从碗中选取2颗 形状完整的小晶体作为晶 核，分别用棉线和头发绑 紧。棉线(头发)另一头拴 在笔杆中间。后期实验记录(培养期)：实验步骤实验现象实验分析与结论STEP 4.用STEP1方法配 置培养硫酸铜大晶体用的 硫酸铜

6、热饱和溶液200ml。 将溶液过滤到另一烧杯(以 下称作培养烧杯)中。培养 烧杯放在热水盆中保温。XSTEP 5(1).在热饱和溶液 冷却的过程中把用棉线拴 住的晶核悬挂在溶液中，覆 上保鲜膜，防震防尘，静置。不久，溶液在晶核表面析出细 小晶体。一颗颗细小晶体逐渐 长大，覆盖晶核，形成一个不 规则的晶体。棉线上也出现大 量碎晶，与不规则晶体大部分 上表面粘连。一夜过后不规则 晶体明显变大。溶液在降温过程中，析晶速率较快，细 小晶体会在晶核表面迅速析出。且降温过 程中的溶液温度分布不均匀，即各处析晶 速率不平均，破坏粒子原来的有序排列， 晶核表面的细小晶体以各自为中心各自 生长，导致晶体失去原有

7、的规则形状。棉线上细小的突起较多，容易诱发结 晶。棉线上的碎晶与主晶体粘连后会影响 主晶体的形状。STEP 5(2).待热饱和溶液 完全冷却后，把用棉线拴住 的晶核悬挂在溶液中，覆上 保鲜膜，防震防尘，静置。晶体慢慢生长。一夜过后晶体 变大。晶体表面只有有几个突 起的薄片状小晶体。棉线上出 现一些碎晶，与晶体小部分上 表面粘连。溶液完全冷却后析晶速率较慢，硫酸铜 分子有充足时间进行有序排列。且完全冷 却后的溶液温度分布较均匀，各处析晶速 率也较平均。虽然生长缓慢，但是基本能 够以原有晶核为中心生长。棉线上细小的突起较多，容易诱发结 晶。棉线上的碎晶与主晶体粘连后会影响 主晶体的形状。头发表面比

8、棉线光滑，细小的突起相对较 少，不易诱发结晶，即不易使碎晶影响主 晶体形状。结论：一等待热饱和溶液完全冷却后再把晶核 放入。用头发绑晶核。STEP 5(3).待热饱和溶液 完全冷却后，把用头发拴住 的晶核悬挂在溶液中，覆上 保鲜膜，防震防尘，静置。晶体慢慢生长。一夜过后晶体 变大。晶体表面只有有几个突 起的薄片状小晶体。头发上出 现很少碎晶，基本不与晶体上 表面粘连。晶体和其表面突起的薄片状 小一起长大，晶体不再保持原 有菱形形状。STEP 6(1).将已形成的小 晶体从溶液中轻轻取出。重 复STEP5(3)操作。根据结晶原理，晶体的生长是溶质在外界 加入的晶种表面不断堆积的结果。原有晶 体形

9、状不规则，溶质不断堆积后形成的晶 体也不规则。晶体表面突起的薄片状小 晶体被轻易切除结论：要及时清理晶体上的各种突起。打磨晶体后刀刃变浅红，出 现疑似铁锈的痕迹。硫酸铜的晶体硬度不大咨询老师得知硫酸铜属于盐类，遇见化 学性质比铜活泼的金属就会发生化学反 应，置换出溶液中的铜。疑似锈迹的物质 应该就是置换出的铜，但仍需实验检验。STEP 6(2).将已形成的小 晶体从溶液中轻轻取出。用 小刀轻轻将晶体表面突起 的薄片状小晶体切除、磨平 后再重复STEP5(3)操作。晶体继续按菱形轮廓慢慢 生长。STEP 7.坚持每天重复STEP6(2)的操作，共重 复一周。晶体慢慢长大。到第7天时晶 体长约4.

10、5cm。硫酸铜晶体在干燥空气中会缓缓风化。指甲油将晶体和空气隔绝，能够很好地防 止晶体风化。结论:一保存硫酸铜晶体前要做好防止晶体风 化的措施。STEP8(1).取出晶体，把 几天后晶体表面开始泛白，不 晶体直接放在盒子中保存。再具有光泽。STEP 8(2).取出晶体，在 几天后晶体仍保持原有光泽。 晶体的表面涂上一层薄薄 的透明指甲油，再把晶体放 入小盒子中保存。实验结论：硫酸铜晶体的形状是一定的，但是在实际培养过程中，由于实验设备有限和外界影响 等各种因素，想要培养出完全规则的硫酸铜晶体非常困难。我们只能尽自己所能，培养出 形状相对规则的硫酸铜晶体。实际形成的晶体形状受多方面因素的影响。经

11、过归纳总结，想要培养出形状相对规则 的硫酸铜晶体，在操作过程中需要注意以下几点：尽量挑选形状完整的小晶体作为晶核；使用头发绑晶核；等待热饱和溶液完全冷却并进行过滤后再把晶核放入；在溶液析晶的过程中要意防震防尘；取出晶体后要及时清理晶体上的各种突起。制取硫酸铜晶体是一个繁琐的过程，只有具有持之以恒的毅力和耐心的操作，才有可 能培养出理想的晶体。实验体会：Parti：做探究实验最重要的就是多做对比实验。在实验过程中，我们应多留意细微 的现象，做好实验记录并进行简单分析。遇到不懂的问题要及时通过咨询老师、查阅资料 等方法解决。只有具有格物致知的精神和勤于动手动脑的意识，我们才能在实践中逐步提 高自己的动手能力和分析能力。Part2：本次探究实验耗时近一个月，期间我们因经验不足、操作疏忽等因素，经历