五水硫酸銅（CuSO?·5H?O）的性質(zhì)和用途

1. 基本性質(zhì)

• 化學(xué)式：CuSO?·5H?O

• 分子量：249.68 g/mol

• CAS號：7758-99-8

• 外觀：藍(lán)色透明晶體（俗稱“膽礬”或“藍(lán)礬”）

• 熔點(diǎn)：110 °C（失去部分結(jié)晶水），150 °C（完全脫水成無水硫酸銅）

• 密度：2.284 g/cm3

• 溶解性：

• 易溶于水（20 °C時約31.6 g/100 mL）

• 微溶于乙醇、甘油，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑

• 穩(wěn)定性：

• 加熱逐步失去結(jié)晶水，最終變?yōu)榘咨珶o水硫酸銅（CuSO?）

• 吸水性強(qiáng)，無水硫酸銅遇水變藍(lán)（可用于檢測水分）

2. 化學(xué)特性

• 水溶液呈弱酸性（因Cu2?水解）：

  $${\text{<span style="font-size: 18px;">Cu</span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}{\text{<span style="font-size: 18px;">H</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}\text{<span style="font-size: 18px;">O</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">?</span>{\text{<span style="font-size: 18px;">Cu(OH)</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}{\text{<span style="font-size: 18px;">H</span>}}^{<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>}$$Cu2++2H2O?Cu(OH)2+2H+

• 與堿反應(yīng)：生成藍(lán)色氫氧化銅沉淀（用于銅離子檢測）：

  $${\text{<span style="font-size: 18px;">CuSO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}\text{<span style="font-size: 18px;">NaOH</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">\to </span>{\text{<span style="font-size: 18px;">Cu(OH)</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">\downarrow </span><span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>{\text{<span style="font-size: 18px;">Na</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}{\text{<span style="font-size: 18px;">SO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}$$CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4

• 與還原劑反應(yīng)：如與鐵發(fā)生置換反應(yīng)（用于濕法冶金）：

  $${\text{<span style="font-size: 18px;">CuSO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>\text{<span style="font-size: 18px;">Fe</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">\to </span>{\text{<span style="font-size: 18px;">FeSO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>\text{<span style="font-size: 18px;">Cu</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">\downarrow </span>$$CuSO4+Fe→FeSO4+Cu↓

3. 主要用途

1. 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

• 殺菌劑：波爾多液（硫酸銅+石灰水）用于防治果樹、農(nóng)作物真菌病害（如霜霉?。?/span>

• 微量元素肥料：補(bǔ)充土壤中的銅元素（缺銅會導(dǎo)致植物生長障礙）。

2. 工業(yè)領(lǐng)域

• 電鍍銅的電解質(zhì)成分。

• 濕法煉銅的浸出劑（從低品位銅礦中提取銅）。

• 電鍍與冶金：

• 催化劑：有機(jī)合成中用作氧化或脫水催化劑（如酯化反應(yīng)）。

3. 實(shí)驗(yàn)室與教育

• 化學(xué)試劑：用于銅離子定性/定量分析（如斐林試劑配制）。

• 晶體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：因易形成規(guī)則藍(lán)色晶體，常用于科普演示。

4. 其他應(yīng)用

• 木材防腐劑：防止霉菌和蟲蛀。

• 媒染劑：紡織印染中固定染料。

• 水質(zhì)處理：殺滅藻類（如游泳池藻類控制）。

4. 安全與儲存

• 毒性：

• 對皮膚和黏膜有刺激性，誤食可引起惡心、嘔吐（需立即就醫(yī)）。

• 對水生生物有毒，需防止污染水源。

• 儲存：

• 密封保存于干燥處，避免吸潮結(jié)塊。

• 遠(yuǎn)離食品及還原性物質(zhì)（如金屬粉末）。

5. 制備方法

• 工業(yè)制法：銅屑或氧化銅與稀硫酸反應(yīng)，濃縮結(jié)晶：

  $$\text{<span style="font-size: 18px;">CuO</span>}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>{\text{<span style="font-size: 18px;">H</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}{\text{<span style="font-size: 18px;">SO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">\to </span>{\text{<span style="font-size: 18px;">CuSO</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">4</span>}}<span\; style="font-size:\; 18px;">+</span>{\text{<span style="font-size: 18px;">H</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 18px;">2</span>}}\text{<span style="font-size: 18px;">O</span>}$$CuO+H2SO4→CuSO4+H2O

• 自然形成：銅礦風(fēng)化或含銅硫化物氧化后溶于水，蒸發(fā)結(jié)晶。

總結(jié)

五水硫酸銅是重要的銅鹽，兼具農(nóng)業(yè)、工業(yè)、教育等多領(lǐng)域用途。其鮮明的藍(lán)色晶體和易檢測的特性使其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中廣泛應(yīng)用，但需注意其毒性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。