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硫酸铜

2021-02-26 12:09:48

资料专题:硫酸铜基本信息汇总表

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硫酸铜,化学式CuSO4,无水为白色粉末,或因不纯而呈淡灰绿色,是可溶性盐。硫酸铜常见的形态为其结晶体,一水合硫酸四水合铜([Cu(H2O)4]SO4·H2O,五水合硫酸铜)为蓝色固体,故俗名为蓝矾、胆矾。其水溶液因水合铜离子的缘故而呈现出蓝色,故在实验室里无水硫酸铜常被用于检验水的存在。在现实生产生活中,硫酸铜常用于炼制精铜,与熟石灰混合可制农药波尔多液。硫酸铜属于重金属盐,有毒,成人致死剂量0.9g/kg。若误食,应立即大量食用或饮用牛奶、鸡蛋清等富含蛋白质食品,或者使用EDTA钙钠盐解毒。

制备

硫酸铜可以直接购买,一般不在实验室里制备。可以用硫酸与氧化铜反应制得。亦可用铜电极电解硫酸制得。也可以用浓硫酸和铜共热制取:

Cu + 2H2SO4(浓)→{\displaystyle \to}CuSO4 +SO2↑ + 2H2O

也可用碱式碳酸铜加酸分解来制备硫酸铜。

Cu2(OH)2CO3+ 2H2SO4→ 2CuSO4+ CO2↑ + 3H2O

化学性质

置换反应

金属活动性位于铜之前的金属可以将硫酸铜溶液中的铜置换出来,如:

Sn + CuSO4 →SnSO4+ CuFe + CuSO4 →FeSO4+ Cu

明朝《本草纲目》记载硫酸铜(胆矾)“能化铁为铜”,说明古代人们已经明白有这种置换反应

配体取代反应

硫酸铜和适量氨水反应,生成氢氧化铜沉淀,当氨水过量时,沉淀溶解,形成深蓝色的硫酸四氨合铜溶液,结晶可得到晶体:

CuSO4 + 2 NH3·H2O → Cu(OH)2↓ +(NH4)2SO4CuSO4 + 4 NH3·H2O → [Cu(NH3)4]SO4 + 4 H2O

热分解

硫酸铜五水合物在56.5 °C可以分解为浅蓝色的三水合物,在70.5 °C生成一水合物。也有文献指出根据反应条件的不同,分解温度也不同,如95.6 °C五水合物分解为三水合物,液相以饱和溶液的形式存在,或103 °C时的硫酸铜饱和溶液析出三水合物。

用途

硫酸铜可以用于杀灭真菌。与石灰水混合后生成波尔多液,用于控制柠檬、葡萄等作物上的真菌。 稀溶液用于水族馆中灭菌 以及除去蜗牛。由于铜离子对鱼有毒,用量必须严格控制。大多数真菌只需非常低浓度的硫酸铜就可被杀灭。此外,硫酸铜也可用来控制大肠杆菌。 硫酸铜也可用于除藻,其机制为Cu离子穿透细胞壁取代叶绿素中之Mg离子,使叶绿体无法行光合作用,进而灭亡。

分析试剂

几种化学分析都需用到硫酸铜。它用于斐林试剂和班氏试剂中检验还原糖。在反应中,二价铜离子被还原成一价的不溶红色沉淀氧化亚铜。硫酸铜还可用于双缩脲试剂中用来检测蛋白质

硫酸铜可用于检验贫血。将血样滴入硫酸铜溶液中,若血样中含足够血红蛋白,血样会快速下沉;若血红蛋白含量不够,血样会悬浮在溶液中。

焰色反应中硫酸铜显蓝绿色,比钡离子的颜色蓝得多。

有机合成

硫酸铜可以用于有机合成。 无水盐用于催化缩醛反应。 五水盐与高锰酸钾反应生成一种氧化剂,用于伯醇的转换。

化学教育

硫酸铜通常被包含在儿童的化学实验试剂中,用于晶体的生成试验和电镀实验。因为它的毒性,不建议幼儿使用。硫酸铜常用于演示放热反应,演示时将镁条插入硫酸铜溶液中。硫酸铜还可以用来演示晶体失水风化和得到结晶水的过程。

在初中化学中,利用硫酸铜与铁发生的置换反应验证质量守恒定律,以及研碎硫酸铜晶体来区分物理变化和化学变化。

药用

硫酸铜亦可以用作催吐剂,现在则认为这样用毒性太大。但其仍是世界卫生组织ATC代码(V03)列出的一种解毒剂。

注释

资料专题:硫酸铜注释