工业硫酸铜

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硫酸铜

硫酸铜（CuSO4）为白色或灰白色粉末，水溶液呈弱酸性，为蓝色，俗名胆矾、石胆、胆子矾、蓝矾。硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。同石灰乳混合可得波尔多液，用作杀菌剂。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（晶体）。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。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，应立即大量食用牛奶、鸡蛋清等富含蛋白质食品，或者使用EDTA钙钠盐解毒。
 

基本信息

中文名称：硫酸铜		外文名：coppersulfate
别名：蓝矾，胆矾，无水硫酸铜		化学式：CuSO4(无水)；CuSO4·5H2O(五水)
IUPAC名：Copper(II) sulfate pentahydrate		CAS号：7758-98-7
RTECS：GL8800000		摩尔质量：(五水)249.684 g/mol；(无水)159.608 g/mol
外观：灰白色粉末(无水)；天蓝色或略带黄色粒状晶体(五水)		密度：3.603 g/cm3(固)
熔点：110 °C (失4H2O)；200 °C (473 K) (失5H2O)；分解温度560		溶解度（水）：31.6 g/100 ml （0 °C）
安全术语：S：2-22-60-61		主要危害：对环境有害；对人体有害

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物化性质/硫酸铜 

蓝色透明晶体。溶于水，微溶于稀乙醇而不溶于无水乙醇。无水硫酸铜粉末无水硫酸铜为灰白色粉末，易吸水变蓝绿色的五水合硫酸铜。（无水硫酸铜化学式为CuSO4）
硫酸铜常压下没有熔点，受热失去结晶水后分解，在常温常压下很稳定，不潮解，在干燥空气中会逐渐风化。硫酸铜为蓝色不对称三斜晶系的结晶，比重2．29。在常温下化学性质稳定，易溶解水，在15℃水中可以溶解16．2%，其水溶液呈蓝色，并呈酸性。在空气中久置会逐渐失去结晶水，变成白色。
硫酸铜是蓝色三斜晶系结晶，外观亮篮色，粒度均匀，流动性好，溶于水，25℃时水中溶解度为23.05g，溶于稀乙醇，不溶于无水乙醇、乙醚、液氨。硫酸铜加热至110℃失去四分子结晶水，250℃失去全部结晶水。650℃分解成氧化铜和三氧化硫。^[1]

复合物/硫酸铜 

水合物

一般为五水合物CuSO4·5H2 O，俗名胆矾 ；蓝色斜方晶体。五水硫酸铜在不同温度下可以逐步失水，110℃时失去4分子水，150℃时失去5分子水。
硫酸铜里的铜离子Cu²⁺ 有空轨道，每个Cu²⁺ 可以跟四个水分子形成配位键，这就是我们熟悉的水合铜离子[Cu(H2O)4]²⁺ ，另外，每个离子还可与一个水分子里的H原子形成氢键。所以，硫酸铜晶体的化学式可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O，习惯上简写为CuSO4·5H2O，其中五个水分子的结合方式是有所不同的。在结晶水合物里，无论是和金属离子形成配位键结合的水分子，还是通过氢键结合的水分子，统称为结晶水。

氨合物

硫酸铜与氨作用，形成深蓝色的铜氨配合物Cu(NH3)；与强碱作用，形成淡蓝色的氢氧化铜Cu(OH)2絮状沉淀；与还原性阴离子如I^- 、CN^- 等作用，形成碘化亚铜CuI白色沉淀和Cu(CN)配合物。 

生产方法/硫酸铜 

硫酸法 将铜粉在600～700℃下进行焙烧,氧化成为氧化铜,再经硫酸分解、澄清除去不溶杂质,经冷却结晶、过滤、干燥,制得硫酸铜成品。其反应式如下。
电解液回收法 废电解液(含Cu50～60g/L,H2SO4180～200g/L)与经焙烧处理的铜泥制成细铜粉进行反应,反应液分离沉降后清液经冷却结晶、分离、干燥,制得硫酸铜成品。

制备分解/硫酸铜 

制备步骤

2Cu+O2=△=2CuO 
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 
或Cu+2H2SO4（浓）=加热=CuSO4+2H2O+SO2↑ 
或2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O

分解过程

无水硫酸铜加热到923K时，分解成CuO
CuSO4==加热==CuO+SO3↑ 
或者：2CuSO4==加热==2CuO+2SO2↑+O2↑

失水过程

五水合硫酸铜晶体失水分三步 　　
两个仅以配位键与铜离子结合的水分子最先失去，大致温度为102摄氏度。 　　
两个与铜离子 以配位键结合，并且与外部的一个水分子以氢键结合的水分子随温度升高而失去，大致温度为113摄氏度。 　　
最外层水分子最难失去，因为它的氢原子与周围的硫酸根离子中的氧原子之间形成氢键，它的氧原子又和与铜离子配位的水分子的氢原子之间形成氢键，总体上构成一种稳定的环状结构，因此破坏这个结构需要较高能量。失去最外层水分子所需温度大致为258摄氏度。 　　
差热曲线分析：差热曲线在185℃时出现显著的吸热谷。310℃时出现较小的吸热谷，是由于脱水引起的。当加热至805℃和875℃时出现两个连续的吸热谷是由于脱失硫酸根引起的。（注：实际操作时由于五水合硫酸铜 较易变质，加上杂质含量、仪器 准确度等因素的干扰，实验结果与理论值的差距比较大。） 

应用领域/硫酸铜 

【用途一】主要用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂、防腐剂，也用于鞣革、铜电镀、选矿等。
【用途二】用作分析试剂、脱水剂和气体干燥剂。
【用途三】铜是畜禽机体多种酶的组成部分。适量的铜离子浓度能激活胃蛋白酶，提高畜禽的消化机能，同时还参与造血过程，对保持体内器官的形状和组织的成熟具有特殊功能，可促进生长发育。对畜禽皮毛色质、中枢神经系统、繁殖机能都具有较大的影响。
【用途四】作食品强化剂。中国规定可用于乳制品，使用量为12～16mg/kg；在婴幼儿食品中为7.5～10mg/kg；在饮液中为4～5mg/kg。^[2]

环境影响/硫酸铜 

健康危害

侵入途径：吸入、食入。
健康危害：本品对胃肠道有刺激作用，误服引起恶心、呕吐、口内有铜性味、胃烧灼感。严重者有腹绞痛、呕血、黑便。可造成严重肾损害和溶血，出现黄疸、贫血、肝大、血红蛋白尿、急性肾功能衰竭和尿毒症。对眼和皮肤有刺激性。长期接触可发生接触性皮炎和鼻、眼粘膜刺激并出现胃肠道症状。

毒理学资料

毒性：属中等毒性。
急性毒性：LD50300mg/kg(大鼠经口)；33mg/kg(小鼠腹腔)
危险特性：未有特殊的燃烧爆炸特性。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。
燃烧(分解)产物：氧化硫、氧化铜。注意事项

操作注意

密闭操作，提供充分的局部排风。操作人员必须经过专门的培训，严格遵守操作规程操作。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意

储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与酸类、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。^[3]

应急处理/硫酸铜 

泄漏处理

戴好防毒面具和手套。用大量水冲洗，经稀释的洗液放入废水系统。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。

防护措施

呼吸系统防护：作业工人应该佩戴防尘口罩。
眼睛防护：可采用安全面罩。
防护服：穿工作服。
手防护：必要时戴防护手套。
其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作后，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。实行就业前和定期的体检。

急救措施

皮肤接触：脱去污染的衣着，用大量流动清水彻底冲洗。
眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。
食入：误服者用0.1%亚铁氰化钾或硫代硫酸钠洗胃。给饮牛奶或蛋清。就医。
灭火方法：不燃。火场周围可用的灭火介质。