实验二十二　四水甲酸铜的制备

【实验目的】

（1）进一步熟悉固液分离的方法。

（2）继续学习无机制备实验中的一些基本操作。

【实验原理】

四水甲酸铜为蓝色晶体，易溶于水，难溶于醇及大多数有机溶剂。实验室合成四水甲酸铜通常用碳酸铜、碱式碳酸铜或氧化铜与甲酸反应制备。本实验采用的是碱式碳酸铜。碱式碳酸铜，又叫孔雀石，在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳，溶于酸并生成相应的铜盐。碱式碳酸铜的合成方法有多种，如硫酸铜法、硝酸铜法、氨水法等。

本实验选择硫酸铜法制备碱式碳酸铜，硫酸铜和碳酸氢钠制备碱式碳酸铜反应方程式为：

2CuSO4+4NaHCO3Cu（OH）2·CuCO3（s）+3CO2（g）+2Na2SO4+H2O　　（1）

生成的碱式碳酸铜再与甲酸反应制得蓝色四水甲酸铜，反应方程式为：

Cu（OH）2·CuCO3+4HCOOH+5H2O2Cu（HCOO）2·4H2O+3CO2（g）　　（2）

【实验仪器与试剂】

仪器：托盘天平，研钵，温度计。

试剂：CuSO4·5H2O，NaHCO3（s），HCOOH，无水乙醇，BaCl2溶液，蒸馏水。

【实验步骤】

1.碱式碳酸铜的制备

称取12.5gCuSO4·5H2O和9.5gNaHCO3于研钵中，充分磨细并混合均匀。在快速搅拌下将混合物分多次少量缓慢加入到100mL近沸的蒸馏水中（为了防止爆沸，此时停止加热）。混合物加完后，再加热近沸数分钟。静置溶液澄清后，用倾析法分离溶液和沉淀，并将沉淀洗涤至溶液无（BaCl2溶液检查），抽滤至干，称重。

2.四水甲酸铜的制备

将前面制得的产品放入烧杯内，加入约20mL蒸馏水，加热搅拌至50℃左右，逐滴加入适量甲酸至沉淀完全溶解（所需甲酸量自行计算，不宜过多），趁热过滤。滤液在通风橱下蒸发至原体积的1/3左右。冷至室温，减压过滤，用少量无水乙醇洗涤晶体2次，抽滤至干，得Cu（HCOO）2·4H2O产品，称重。

3.粗产品重结晶

将粗产品按粗产品:水=2:1（质量比）的比例溶于蒸馏水中，边加热边搅拌，若溶液沸腾时，晶体还未全部溶解，可再加极少量蒸馏水。待晶体完全溶解后停止加热，趁热过滤，滤液在通风橱下蒸发至原体积的1/3左右。冷至室温，减压过滤，用少量无水乙醇洗涤晶体2次，抽滤至干，得到纯度较高的Cu（HCOO）2·4H2O产品，称重，计算产率。

【数据记录与处理】

根据m四水甲酸铜（理论）（由五水硫酸铜质量推算）和m四水甲酸铜（重结晶），计算甲酸铜产率。

m四水甲酸铜（重结晶）=__________g

【思考题】

（1）根据碱式碳酸铜的硫酸铜制备方程式，CuSO4:NaHCO3（物质的量之比）=1:2，但实验中为什么CuSO4的量却小于这个比例？

（2）固液分离时，什么情况下用倾析法，什么情况下用常压过滤或减压过滤？

【注意事项】

（1）在制备碱式碳酸铜过程中，温度不要太高。

（2）减压过滤后得到的晶体，用乙醇洗时，应在常压状况下洗，不能一边抽滤一边洗。

（3）倾析法分离固液混合物时，每次加入约50mL蒸馏水，至少需要洗涤3～4次。