品
硫酸铜（CuSO4·5H2O）含量，% ≥
水不溶物含量，% ≤ 游离硫酸含量，% ≤
0.2 0.1 96.0
品 93.0
0.4 0.2
实验三 明矾晶体的制备及组成分析
一、实验目的
1、巩固对铝和氢氧化铝两性的认识，掌握复盐晶体的制备方法 2、掌握KAl(SO4)2·12H2O大晶体的培养技能 3、掌握明矾产品中A1含量的测定方法 二、实验原理
1、明矾晶体的实验制备原理
铝屑溶于浓氢氧化钾溶液，可生成可溶性的四羟基合铝（Ⅲ）酸钾K[Al(OH)4]，用稀H2SO4
调节溶液的pH值，将其转化为氢氧化铝，使氢氧化铝溶于硫酸，溶液浓缩后经冷却有较小的同晶复盐，此复盐称为明［KAl(SO4)2·12H2O］。小晶体经过数天的培养，明矾则以大块晶体结晶出来。制备中的化学反应如下：
2Al + 2KOH + 6H2O ══ 2K[Al(OH)4] + 3H2↑ 2K[Al(OH)4] + H2SO4 ══ 2Al(OH)3↓+ K2SO4 + 2H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 ══ Al2(SO4)3 + 6 H2O Al2 (SO4)3 + K2SO4 + 24H2O ══2KAl(SO4)2·12H2O 废铝→溶解→过滤→酸化→浓缩→结晶→分离
2、明矾产品中A1含量的测定原理
由于Al3+ 容易水解，于EDTA反应较慢，且对二甲酚橙指示剂有封闭作用，故一般采用返滴定法测定。即先调节溶液的pH = 3-4，加入精确计量且过量的EDTA标准溶液，煮沸使Al3+ 与EDTA络合完全，然后用标准Zn2+ 溶液返滴定过量的EDTA。
三、仪器药品
仪器：250mL烧杯 50mL、10mL量筒各1只 布氏漏斗 抽滤瓶 表面皿蒸发皿 台秤 电炉 循环水真空泵 分析天平 容量瓶（250mL） 移液管（25mL） 锥形瓶（250mL） 酸式滴定管
单晶培养→明矾单晶
药品：1∶1HCl 1∶1NH3 水 3 mol·L-1 H2SO4溶液 1:1 H2SO4 溶液 KOH (s) 易拉罐或其他铝制品（实验前充分剪碎） pH试纸(1～14) 无水乙醇 0.02 mol·L-1 EDTA 0.02mol·L-1 Zn2+ 0.2 g·L-1 二甲酚橙指示剂 20％六次甲基四胺溶液
四、实验步骤
1、明矾晶体的实验制备
取50mL2mol·L-1 KOH溶液，分多次加入2g废铝制品(铝质牙膏壳、铝合金易拉罐等)，反应完毕后用布氏漏斗抽滤，取清液稀释到l00mL，在不断搅拌下，滴加3 mol·L-1 H2SO4溶液(按化学反应式计量)。加热至沉淀完全溶解，并适当浓缩溶液，然后用自来水冷却结晶，抽滤，所得晶体即为KAl(SO4)2·12H2O。
2、明矾透明单晶的培养
KAl(SO4)2·12H2O为正八面体晶形。为获得棱角完整、透明的单晶，应让籽晶(晶种)有足够的时间长大，而晶籽能够成长的前提是溶液的浓度处于适当过饱和状态。本实验通过将饱和溶液在室温下静置，靠溶剂的自然挥发来创造溶液的准稳定状态，人工投放晶种让之逐渐长成单晶。 (1) 籽晶的生长和选择 根据KAl(SO4)2·12H2O的溶解度，称取l0g自制明矾，加入适量的水，加热溶解，然后放在不易振动的地方，烧杯口上架一玻璃棒，然后在烧杯口上盖一块滤纸，以免灰尘落下，放置一天，杯底会有小晶体析出，从中挑选出晶型完整的籽晶待用，同时过滤溶液，留待后用。
(2) 晶体的生长(可课下操作)以缝纫用的涤纶细线把籽晶系好，剪去余头，缠在玻璃棒上悬吊在已过滤的饱和溶液中，观察晶体的缓慢生长。数天后，可得到棱角完整齐全、晶莹透明的大块晶体。
在晶体生长过程中，应经常观察，若发现籽晶上又长出小晶体，应及时去掉。若杯底有晶体析出也应及时滤去，以免影响晶体生长。
3、明矾产品中A1含量的测定
准确称取1.2—1.3g明矾试样于150mL烧杯中，加入3mL 2 mol?L-1 HCl溶液，加水溶解，将溶液转移至2500mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。
移取上述稀释液25.00mL三份，分别于锥形瓶中，加入20mL 0.02 mol?L-1
EDTA溶液及2滴二甲酚橙指示剂，小心滴加(1+1)NH3?H2O调至溶液恰呈紫红色，然后滴加3滴(1+3)HCl。将溶液煮沸3min，冷却，加入20mL 20％六次甲基四胺溶液，此时溶液应呈黄色或橙黄色，否则可用HCl调节。再补加2滴二甲酚橙指示剂，用锌标准溶液滴定至溶液由黄色恰变为紫红色(此时不计滴定体积)。加入10mL 20％NH4F溶液，摇匀，将溶液加热至微沸，流
水冷却，补加2滴二甲酚橙指示剂，此时溶液应呈黄色或橙黄色，否则应滴加(1+3)HCl调节。再用锌标准溶液滴定至溶液由黄色恰变为紫红色，即为终点。根据锌标准溶液所消耗的体积，计算明矾中Al的百分含量。
五、注意事项
1、废铝原材料必须清洗干净表面杂质。 2、测定铝含量时应仔细调节酸碱度。 六、问题与思考
1、复盐和简单盐及配合物的性质有什么不同?
2、若在饱和溶液中，籽晶长出一些小晶体或烧杯底部出现少量晶体时，对大晶体的培养有何影响?应如何处理?
3、铝的测定一般采用返滴定法或置换滴定法，为什么?
4、络合滴定中对金属指示剂的使用条件有哪些？为什么测定铝含量时不能用EBT作为指示剂？
七、性状、用途与标准 1、性状
明矾又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾、十二水硫酸铝钾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O，式量474.39，正八面体晶形，有玻璃光泽，密度1.757g/cm3，熔点92.5℃。64.5℃时失去9分子结晶水，200℃时失去12分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。
2、用途
有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾净水是过去民间经常采用的方法，是一种较好的净水剂。
3、标准：
化工行业标准： HG 2565-94
指标名称
优等品
一级品
合格品
硫酸铝钾
[KAl(SO4)2·12H2O] % ≥ Fe % ≤
重金属（以Pb计） % ≤
0.01 0.002
0.01 0.002
0.05 0.005
99.2
98.6
97.6
砷 % ≤ 水不溶物 % ≤ 水分 % ≤
0.0002 0.2 1.0
国家标准： GB 1895-94
0.0005 0.4 1.5
0.001 0.6 2.0
指标名称
硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O] % ≥ Fe % ≤
重金属（以Pb计） % ≤ 砷 % ≤ 水不溶物 % ≤ 水分 % ≤
食品级 99.2 0.01 0.002 0.0002 0.2 1.0
实验四 氯化亚铜的制备及亚铜含量的测定
一、实验目的
1、巩固氧化还原反应的原理，掌握二价Cu与一价Cu之间的转化条件 2、掌握用铜粉还原法制备氯化亚铜的方法 3、学习氯化亚铜的定量分析方法 二、实验原理
1、氯化亚铜的制备原理
将硫酸铜与氯化钠加水溶解，并用盐酸调节酸度，再加入铜粉一起加热，二价Cu被单质铜还原成可溶性的配合物Na[CuCl2]，经水解后产生白色沉淀，即为氯化亚铜产品。有关化学反应方程式如下：
Cu+CuCl2+2NaCl ══ 2Na[CuCl2] [CuCl2]- ══ CuCl↓+Cl- 2、氯化亚铜的定量分析原理
样品中的亚铜离子能使三价铁离子还原为二价铁离子，加入玻璃珠在振摇下
能使样品迅速溶解，然后以1，10-邻菲啰啉-硫酸亚铁络合物作指示剂，用硫酸高铈标准溶液进行滴定。
CuCl + FeCl3 ══CuCl2 + FeCl2 Fe2+ + Ce4+ ══ Fe3+ + Ce3+
2+
2+
+
三、仪器药品
仪器：电炉 循环水真空泵 恒温鼓风干燥箱 烧杯（1000mL，500mL） 台天平 布氏漏斗 分析天平 容量瓶（250mL） 移液管（25mL） 锥形瓶（250mL） 酸式滴定管 玻璃珠（直径3-5mm）
药品：铜粉 硫酸铜 氯化钠 盐酸 无水乙醇 0.1 mol·L-1硫酸铈标准溶液（用AR级硫酸铈或硫酸铈铵配制，每升加30mL浓硫酸） 0.5 mol·L-1 三氯化铁溶液（75g FeCl3·6H2O溶解于150mLHCl和400mL水中） 邻菲啰啉指示剂（1.49g1，10-邻菲啰啉加0.695gFeSO4·7H2O溶解于100mL水中）
四、实验步骤 1、氯化亚铜的制备
在烧杯中放入12.5g五水硫酸铜和6gNaCl，加水200mL，加热搅拌使溶解，再加入3.2g铜粉和3mL浓HCl ，于微沸下反应至蓝色溶液转变成无色透明时为止。此时用滴管吸少许滴入清水中，应有白色沉淀产生。
待反应液澄清后（或用布氏漏斗抽滤），慢慢将上层清液倾入800mL清水中，水解5分钟，用布氏漏斗抽滤，再用清水洗涤沉淀3次，继续抽干后用10mL无水乙醇洗涤，抽干后转移到真空干燥箱中于50℃干燥半小时得白色氯化亚铜晶体成品。
2、氯化亚铜的定量分析
称取样品0.25克(称准至0.0002克)置于预先放入玻璃珠50粒和10毫升三氯化铁溶液的250毫升锥形瓶中，不断摇动，待样品溶解后，加水50毫升，邻菲啰啉指示剂2滴，立即用硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点。同时作空白试验一次。
氯化亚铜百分含量按下式计算 C——硫酸铈溶液浓度’
V1——试样所消耗硫酸铈标准溶液的用量毫升， V2——空白所消耗硫酸铈标准溶液的用量毫升；
0.09900——1毫升1 mol·L-1硫酸铈标准溶液相当于CuCl的克数； G ——试样重量，克。
平行分析结果之差不得大于0.3％．
五、注意事项
1、制备反应时会有酸雾放出，应注意抽风排污染。