制备二水合氯化铜

本文格式为Word版，下载可任意编辑——制备二水合氯化铜CuCl2.2H2O制备及其组成、杂质含量的测定

刘相李111130074化学化工学院

一、试验目的：

（1）查阅资料，了解制备铜的众多方法，学习自我设计试验方案；（2）学习铜，铜的可溶性盐，难溶性盐的性质，通过比较性质之间的差

别，选择规避杂质产生的最好方法；

（3）根据二水合氯化铜的性质，确定试验操作，试验仪器，试验所需药

物，和试验操作条。，

（4）学习归纳、对比、判断、综合考虑问题、书面表达

（5）体验独立查阅资料——设计试验——独立进行试验制备——成分、

杂质检测——试验总结——形成小论文，这一研究过程。

二、试验原理：

1、Cu的金属性比较弱，盐酸是非氧化性酸，Cu与盐酸不能直接反应，所以要引入氧化剂，常用的氧化剂有过氧化物，硝酸，次氯酸盐，氯酸盐，高锰酸钾，二氧化锰等。为提高二水合氯化铜的纯度，制备过程中应尽可能避免引入杂质，或引入杂质应简单去除。因此选择的氧化剂可以是过氧化氢（绿色氧化剂，无杂质），

硝酸[1]（和铜反应生成硝酸铜，加热分解变为氧化铜，再参与盐酸，但反应产生氮的氧化物，有毒，污染空气），次氯酸和盐酸（混酸）（和铜反应产氯化铜

Cu+HClO+HCl=CuCl2+H2O)

2、带两个结晶水的生成，由氯化铜水溶液生成结晶时，关键在于水溶液的温度的控制，由于由查资料知：氯化铜水溶液生成结晶，在299～315K（26-42oC）得二水盐，在288K（15oC）以下得四水盐，在288～298.7K（15-25.7o

C）得三水盐，在315K（42oC以上）以上得一水盐。因此为得到二水盐，要使用温度计控制结晶温度在26-42oC之间，由于温度较低，水分蒸发慢，结晶可能会花大量时间，而且由于加热时容器受热不均，靠近容器底部和容器上部液体温度不一样，使用温度计时要将温度计靠近底部，保证底部温度不能超过42oC[2]。

2、二水合氯化铜的性质：绿色菱形结晶，单斜晶系。在潮湿空气中易潮解，在枯燥空气中也易风化。易溶于水、氯化铵、丙酮、醇及醚中。有毒，应密闭贮存。制备过程中要注意安全。

3、可能还有的杂质：由于铜片中常还有S，砷，铁，等杂质，S经氧化转化为硫酸根，铁转化为三价铁离子，由资料上可知，可以选择适合的方法分析出杂质的含量。

三、试验

方案一：次氯酸和盐酸法（1）药品及试验仪器

5克铜屑6mol/lHCl,40%HClO（2）步骤

称量5g铜屑，灼烧至表面浮现黑色，冷却；

在通风橱中，再加12mlHClO（过量）和14ml盐酸的混合液于蒸发

皿中，然后参与铜屑5g。盖上表面皿，水浴加热，待铜屑近于全部溶解，在加热一段时间使多余的HClO分解，趁热用倾滗法转移溶液于另一蒸发皿中。水浴加热，控制温度在299-315K，浓缩至表面有较多晶体膜出现，冷却结晶，吸滤，即得粗产品。

提纯：

重结晶法：将粗产品以0.85ml/l溶于水，加热使CuCl2.2H2O完全溶解，冷却到30度左右，有晶体析出，过滤。用少量乙醇洗涤，将产品从滤纸上取出，放在表面皿上枯燥。（3）有关计算

盐酸：5/63.5/6*1000=14

HClO:5/63.5*54.5/0.4=11(取12毫升，过量，抵消分解造成的损失)参考373化铜的溶解度进行计算。（373时氯化铜溶解度为120/100g水）故溶解理论产量的二水合氯化铜需要水：（5*170.5/63.5）*100/120=11.1g盐酸和次氯酸中带的水足量，所以不需要加水。

方案二：过氧化氢和盐酸法

（1）药品和试验仪器

铜屑5克，30%的过氧化氢，6mol/L盐酸

蒸发皿，玻璃棒，表面皿，烧杯，量筒，胶头滴管

（2）步骤

①CuCl2·2H2O的制备

称量5g铜屑，灼烧至表面浮现黑色，冷却；在通风橱中，再加8.5ml30%H2O2和27ml浓盐酸的混合液于蒸发皿中，然后参与铜屑5g。盖上表面皿，水浴加热，待铜屑近于全部溶解，趁热用倾滗法转移溶液于另一蒸发皿中。水浴加热，控制温度在299-315K，浓缩至表面有较多晶体膜出现，冷却结晶，吸滤，即得粗产品。

②提纯重结晶法：将粗产品以0.85ml/l溶于水，加热使CuCl2.2H2O完全溶解，冷却到30度左右，有晶体析出，过滤。用少量乙醇洗涤，将产品从滤纸上取出，放在表面皿上枯燥。

③有关计算

Cu+H2O2+2HCl=CuCl2·2H2O

H2O2体积：（5/63.5）/9.8=8.0ml（取8.5ml）HCl体积：（5/63.5）*2/6=27ml参考373化铜的溶解度进行计算。（373时氯化铜溶解度为120/100g水[3]）

故溶解理论产量的二水合氯化铜需要水：（5*170.5/63.5）*100/120=11.1g

H2O2带入体系的水：5.95gHCl带入体系的水：20g左右

带入体系的水大于所需的水，所以不要加水

四、误差分析

在氨性缓冲溶液中，以紫脲酸铵为指示剂，用配位滴定法测定CuCl2·2H2O的含量，需注意：

①缓冲溶液中，氨水浓度不能大，否则Cu(NH3)42+浓度大，溶液呈深蓝色，使终点变色不明显或无变色。因此氨性缓冲液配制如下：2mol·L-1NH4Cl溶液与1mol·L-1氨水等体积混合。②Cu2+的浓度不能大。

五、含量及杂质测定

测定中所需标准溶液、杂质标准液、制剂及制品按GB601-77、GB602-77、GB603-77之规定制备。

1．CuCl2·2H2O含量测定：称取0.35g样品，称准至0.0002g。溶于水，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。取25.00mL，稀释至100mL，加15mL氨一氯化铵缓冲溶液乙(pH=l0)及0.2g红紫酸铵混合指示剂，用0.O2mol·L-1乙二胺四乙酸二钠标准溶液滴定至溶液呈紫蓝色。CuCl2·2H2O的质量分数按下式计算：

式中：

V－乙二胺四乙酸二钠标淮溶液之用量，mL；c－乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度，mol·L-1；m－样品质量，g；

0.1705－每毫摩尔分子CuCl2·2H2O之克数。2．杂质测定：样品须称准至0.01g。

(1)水不溶物：称取20g样品，溶于150mL热水中，加1mL盐酸，在水浴上保温lh。用恒重的4号玻璃坩锅过滤，用热水洗涤滤渣至洗液无色，于378～383K烘至恒重。滤渣质量不得大于：

分析纯………………1.0mg化学纯………………4.0mg

(2)硫酸盐：称取1g样品，溶于25mL水中，加1毫升3mol·L-1盐酸(必要时过滤)，于303～308K水浴中保温10min，加3mL25%氯化钡溶液，摇匀，放置30min。所呈浊度不得大于标准。

标准是取25mL不含硫酸盐的氯化铜溶液，于303～308K水浴中保温10min，加以下数量的SO42-：

分析纯………………0.03mg化学纯………………0.01mg

及3mL25%氯化钡溶液，与同体积样品溶液同时放置30min比浊。

注：不含硫酸盐的氯化铜溶液的制备——称取4g样品，溶于80mL水中，加4mL2mol·L-1盐酸，煮沸，加4mL25%氯化钡溶液，稀释至100mL，放置12～18h，过滤。

(3)硝酸盐：称取1g样品，溶于10mL水中，加10mL10%氢氧化钠溶液，在水浴上加热15min，冷却，稀释至100mL，过滤。取10mL，加1mL10%氯化钠溶液，1mL0.001mol·L-1靛蓝二磺酸钠，在摇动下于10～15s内加10mL硫酸，放置1Omin。所呈蓝色不得浅于标准。标准是取以下数量的NO3-：

分析纯………………0.01mg化学纯………………0.03mg

稀释至10mL，与同体积样品溶液同时同样处理。(4)铁：

a.原子吸收分光光度法

仪器条件，

光源：铁空心阴极灯;波长：248.3毫微米;火焰：乙炔—空气

测定方法：称取10g样品，溶于水，稀释至100mL，取10mL，共四份。按HG3-1013-76其次章第2条第(2)款之规定测定。

b.化学分析法

称取1g样品，溶于20mL水中，加0.5mL5mol·L-1硝酸，煮沸2min，加2g不含铁的氯化铵，滴加10%氨水至生成的沉淀溶解，在水浴上加热30min，用无灰滤纸过滤，以每100mL水含有5g不含铁的氯化铵和5mL氨水的混合液洗涤沉淀至滤纸上的蓝色完全消失，再以热水洗涤三次。用3mL6mol·L-1热盐酸溶解沉淀，以10mL水洗涤滤纸，收集滤液及冼液，用10%氨水中和，加3滴6mol·L-1盐酸，稀释至20mL，加2mL10%磺基水杨酸溶液，摇匀，加5mL10%氨水，摇匀。所呈黄色不得深于标准。标准是取以下数量的Fe3+：

分析纯……………0.02mg化学纯……………0.05mg

加3滴6mol·L-1盐酸，稀释至20mL，与同体积样品溶液同时同样处理。（5)砷：称取1g样品，溶于40mL水中。加1mL硝酸，煮沸2min，加1mL1%硫酸铁铵溶液。滴加10%氨水至生成的沉淀再溶解，并过量2mL，煮沸，在水浴中保温30min，过滤，用1%氨水洗涤，沉淀用2mL6mol·L-1热盐酸溶解。并用水洗涤，收集滤液及冼液，稀释至70mL，按GB610-77之规定测定。溴化汞试纸所呈棕黄色不得深于标准。标准是取以下数量的As：

分析纯……………0.002mg化学纯……………0.005mg