硫酸铜为可溶性晶体物质.根据物质的溶解度的不同,可溶性晶体物质中的杂质包括难溶于水的杂质和易溶于水的杂质.一般可先用溶解、过滤的方法,除去可溶性晶体物质中所含的难溶于水的杂质；然后再用重结晶法使可溶性晶体物质中的易溶于水的杂质分离.
重结晶的原理是由于晶体物质的溶解度一般随温度的降低而减小,当热的饱和溶液冷却时,待提纯的物质首先结晶析出而少量杂质由于尚未达到饱和,仍留在母液中.
粗硫酸铜晶体中的杂质通常以硫酸亚铁(FeSO4)、硫酸铁［Fe2(SO4) 3］为最多.当蒸发浓缩硫酸铜溶液时,亚铁盐易氧化为铁盐,而铁盐易水解,有可能生成Fe(OH) 3 沉淀,混杂于析出的硫酸铜晶体中,所以在蒸发浓缩的过程中,溶液应保持酸性.
若亚铁盐或铁盐含量较多,可先用过氧化氢(H2O2)将 Fe2＋氧化为 Fe3＋,再调节溶液的pH值约至4,使Fe3＋水解为Fe(OH) 3沉淀过滤而除去.pH≈4
2Fe2＋ + H2O2 + 2H＋ ＝ 2Fe3＋ + 2H2O
Fe3＋ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H＋
三、仪器和试剂
1．仪器 台秤(公用)、烧杯(100rnl) 、量筒、石棉网、玻棒、酒精灯、漏斗、滤纸、漏斗架、表面皿、蒸发皿、铁三脚、洗瓶、布氏漏斗、油滤装置、硫酸铜回收瓶.
2.试剂 CuSO4 • 5H2O(粗)、H2SO4(1 rnol•L－1)、H2O2(3％)、pH试纸、NaOH(0.5 mol•L－1).
四、实验内容
(－)称量和溶解 用台秤称取粗硫酸铜4g,放入洁净的100mL烧杯中,加入纯水20mL.然后将烧杯置于石棉网上加热,并用玻棒搅拌.当硫酸铜完全溶解时,立即停止加热.大块的硫酸铜晶体应先在研钵中研细.每次研磨的量不宜过多.研磨时,不得用研棒敲击,应慢慢转动研棒,轻压晶体成细粉末.
(二)沉淀 往溶液中加入3％H2O2溶液10滴,加热,逐滴加入 0.5mol•L－1NaOH溶液直到 pH＝4(用pH试纸检验),再加热片刻,放置,使红棕色 Fe(OH) 3沉降.用pH试纸(或石蕊试纸)检验溶液的酸碱性时,应将小块试纸放入干燥清洁的表面皿上,然后用玻璃棒蘸取待检验溶液点在试纸上,切忌将试纸投入溶液中检验.
(三)过滤 将折好的滤纸放入漏斗中,用洗瓶挤出少量水润湿滤纸,使之紧贴在漏斗壁上.将漏斗放在漏斗架上,趁热过滤硫酸铜溶液,滤液承受在清洁的蒸发皿中.从洗瓶中挤出少量水洗涤烧杯及玻璃棒,洗涤水也应全部滤入蒸发皿中.过滤后的滤纸及残渣投入废液缸中.
(四)蒸发和结晶 在滤液中滴入2滴1mol•L－1H2SO4溶液,使溶液酸化,然后放在石棉网上加热,蒸发浓缩（切勿加热过猛以免液体溅失）.当溶液表面刚出现一层极薄的晶膜时,停止加热.静置冷却至室温,使CuSO4•5H2O充分结晶析出.
(五)减压过滤 将蒸发皿中CuSO4•5H2O晶体用玻棒全部转移到布氏漏斗中,抽气减压过滤,尽量抽干,并用干净的玻棒轻轻挤压布氏漏斗上的晶体,尽可能除去晶体间夹的母液.停止抽气过滤,将晶体转到已备好的干净滤纸上,再用滤纸尽量吸干母液,然后将晶体用台秤称量,计算产率.晶体倒入硫酸铜回收瓶中.
五、结果记录粗硫酸铜的重量W1 ＝ g 精制硫酸铜的重量W2 ＝ g.