硫酸铜

CuSO_{4可以与碱发生反应，也可以与部分金属发生反应。[2]由于吸水性很强，所以会以蓝色的五水硫酸铜的形式存在，会在650℃下分解。[3]斐林试剂是二价铜离子的酒石酸钾钠配合物，需要使用硫酸铜进行配制。[4]}

硫酸铜可与石灰乳等混合，用于配制成具有杀菌作用的波尔多液，作为农药来消灭植物病虫害；并且由于具备的杀菌作用，可以用于蓄水池，游泳池来防止藻类生长。[3][4]

理化性质

物理性质

颜色及状态：白色固体[1]

气味：无味[1]

密度：3.6g/cm³[1]

熔点：590 °C[1]

沸点：650℃(分解为,和)[1]

可燃性：不易燃[1]

溶解性：易溶于水（20℃时，316g/L）且极易溶于热水，可溶于冷水

溶于甲醇，不溶于乙醇[1]

吸水性：较强[3][4]。在低于30℃的潮湿空气中会转为五水化合物。[1]

五水硫酸铜

颜色及状态：蓝色结晶颗粒或粉末，[5]脱水时呈白色（即为无水硫酸铜）。五水硫酸铜脱水生成硫酸铜过程中，随着温度的变化，结晶水也会流失，存在CuSO_{4·3H2O，CuSO4·H2O等水合物。[5]}

熔点：110°C[5]

可燃性：不可燃[5]

溶解性：溶于水（在21℃时溶解度≥100mg/mL）[5]

几乎不溶于大多数有机溶剂[5]

化学性质

1、五水硫酸铜脱水后生成硫酸铜[2]

硫酸铜的水合物由于温度的升高导致逐渐失去结晶水，在102℃下失去两个结晶水，随着温度的上升，到113℃后继续失去两个结晶水，最后直到温度上升到258℃后变为硫酸铜。

2、硫酸铜可以发生高温分解反应[2]

硫酸铜在高温下可以发生分解反应，且根据温度不同，得到不同的产物。

3、硫酸铜的电解反应[2]

4、根据金属活动顺序表进行的置换反应。活动性位于金属Cu以前的金属（M）可以参与硫酸铜的置换反应。[2]

5、硫酸铜与碱的反应[2]

在硫酸铜溶液中加入强碱（如氢氧化钠），会得到浅蓝绿色的氢氧化铜沉淀。

有铵离子的存在下氢氧化铜溶于氨水可形成铜氨配离子，形成深蓝色溶液：

在不同的反应条件下，硫酸铜与碱反应生成的产物也不同。由于氢氧化铜的热稳定性在碱金属氢氧化物中算是比较差的，在一定温度下会分解，加热到80℃后，反应得到的氢氧化钠会脱水转变为氧化铜：

6、归中反应[2]

由于铜是变价金属，硫酸铜还可以参与发生归中反应。硫酸铜与铜屑混合氯化钠加热，可得到一价铜的沉淀。

7、斐林试剂是二价铜离子的酒石酸钾钠配合物，需要使用硫酸铜进行配制，以下是与斐林试剂相关反应。

斐林试剂与甲醛反应[2]

斐林试剂是新配制的氢氧化铜，甲醛可以还原其中的二价铜离子，从而得到砖红色的氧化亚铜沉淀。因此斐林试剂可以鉴别甲醛。

斐林试剂与葡萄糖反应[2]

斐林试剂可与可溶性的还原糖在加热的条件下反应（还原糖包括葡萄糖，果糖，麦芽糖等），生成砖红色的氧化亚铜沉淀。所以斐林试剂用于鉴定还原糖的存在。

制备方法

工业生产方法

硫酸铜常通过铜矿石及工业废弃物，如硫化铜矿和氧化铜矿，铜制品行业中的废渣等。用于制备硫酸铜的矿石有硫化铜矿以及氧化铜矿，这些铜矿一般会进行矿石的预处理，然后通过浸出法制备CuSO_{4·5H2O然后结晶得到硫酸铜。[6][7]}

氧化铜矿

氧化铜矿中Cu的主要以CuO等氧化物的形式存在。[6]

一般存在两种方法进行制取。[6]

浸出法

一般使用稀硫酸浸出铜矿，利用金属活动性顺序将铜离子转化成单质铜形式或不溶铜盐的形式存在，进而转化得到CuO，最后通过酸溶结晶得到最终产品。[6]反应原理如下：

或者利用氨与生成稳定的络合物进入溶液，

酸浸和氨浸的区别在于，酸浸的流程可以得到纯度较高的产品，但是需要较长的工艺，金属含量多，即对环境的影响较大。氨浸则是氨水的成本较低，但是需要在密闭的环境中循环，耗能高。[6]

含铜废料

很多工业部门如电线厂存在废铜泥，切割存在的铜屑，电器零件的废导线，化工中的含铜废催化剂等等。

电路板经蚀刻后产生的蚀刻液中，含有大量的铜具有高回收价值。可以利用含铜的酸性废液与碱性废液发生中和反应，从而进行硫酸铜的生产，且可以进一步用水合肼进行再生处理，得到新的蚀刻废液，达到循环工艺的目的。[8][9]

金属资源是可以回收利用，所以含铜废料用作原料来生产硫酸是一个不错的选择。

含铜废料制备硫酸铜的方法常见的有以下四种工艺，高温焙烧氧化溶解工艺，氧化剂氧化溶解法，催化氧化溶解工艺，以及氨液浸出工艺。[10]

需要注意的是，涉及酸碱反应的工艺中，溶液的pH选择是工艺关键因素，包括酸的浓度的选择等，都需要注意。[8]

实验室制备

大学无机实验中主要采取浓硝酸氧化法来制取硫酸铜，用硝酸和硫酸溶解铜。反应原理如下：[11]

但这种方法存在制备过程中会产生大量的有毒害气体NO_{2、NO，对环境造成影响。所以改用H2O2来配合制备硫酸铜。其反应原理为：[11]}

影响实验最终产率的因素有：浓硫酸用量的取舍，温度的影响等。[12]

应用领域

饲料添加剂

微量元素是动物生存必需的营养元素，对于机体正常代谢和免疫力有着重要的影响，比如维持内环境的稳定性等功能。铜是对虾必需的一种微量元素，对于青年猪也有促生长作用之后。所以常在饲料中添加动物生长所需相关的微量元素。[13][14]

微量元素氨基酸鳌合物是接近于动物体内天然形态的微量元素补充剂，且具有良好的化学稳定性，较高的生物学效价，溶解性好、易被消化吸收、抗干扰、无刺激、无毒害作用等特性，所以在饲料中添加一定量的CuSO_{4 并研究高效有机铜饲料添加剂以达到饲养目的。[15]}

杀菌剂

波尔多液是一种无机杀菌剂[16]，由硫酸铜石灰和水配制而成[17]，有效成分为碱式硫酸铜CuSO_{4·3Cu(OH)2 。[18]}

将波尔多液喷洒在植物体产生病菌的地方，表面会形成一层药膜，在二氧化碳、氨等作用下，铜盐溶解后释放出的铜离子产生作用，使得病菌细胞原生质蛋白质在铜盐的作用下蛋白质凝固变性从而达到杀菌目的。波尔多液具有药效范围广，作用持久，成本低的优点，可有效地阻止病菌孢子发芽，提高抗病能力。[18]在农业上用来防治果树病害。[16]

但长期高剂量喷波尔多液会导致铜金属的积累，导致土壤中营养元素不平衡。[19]

除藻剂

由于铜对藻细胞壁表面的含硫基团有很强的亲合力，对于藻类有一定毒性，可以干扰藻类新陈代谢和生化反应过程，破坏叶绿体等胞内物质，从而对藻类的生长产生抑制作用。因此常用硫酸铜作为除藻剂。[20]

但是由于铜具有铜毒性，Cu2+一旦进入生物体内，生物体内的 —NH_{2、—NH等与之结合就会形成不溶于水的盐从而失去活性，生物体的酶系统因此被破坏，新陈代谢和生化反应被阻断导致生物体中毒。特别是除藻剂的使用地点，水源中如果存在生物，如鱼类，除藻剂的使用会导致鱼类的中毒。[21]}

且除藻剂的对生物体的毒性的影响还有其他因素的影响：首先是水生生物不同的特性(种类、大小及对铜的耐受力等)，在同种水生生物的条件下，水环境的水温、pH、 Do值也会影响。[22]

安全事宜

健康危害

硫酸铜会刺激皮肤、眼睛和呼吸道，是一种强烈的刺激物。生物体摄入铜后可能导致严重的胃肠不适(呕吐、胃肠疼痛、局部腐蚀和出血)、虚脱、无尿、血尿、贫血、白细胞增多、黄疸、昏迷、呼吸困难和循环衰竭，还会导致中毒。一旦铜的摄入剂量过高，根据动物研究中结果表明还会干扰胚胎发育。[1]

急救措施

一旦摄入硫酸铜后，需要催吐和洗胃。如果在一定条件下可以使用盐水泻药、液体疗法或者输血。同时可以使用一定量的乙二胺四乙酸钙二钠，已经被证实有一定的效果。皮肤和眼睛用以下物质清洗受影响的组织水。

如果是吸入硫酸铜，需要在有新鲜空气的条件下休息。[1]

防护措施

在硫酸铜大量存在的环境下可以使用过滤面罩，穿戴合适的化学防护手套，靴子和护目镜进行自我保护。

如果是在实验室中接触硫酸铜的话，在实验室中需要注意不要喝水，抽烟，吃东西，并在实验结束后进行洗手。[1]

泄露处理

一旦硫酸铜泄露，首先需要隔离和疏散。尽量不要让这种化学物质进入环境。然后使用农用石灰、碎石灰石或碳酸氢钠，进行中和处理。将pH值调节至中性(pH=7)。使用机械挖泥机或升降机清除固定的大量污染物和沉淀物。[1]

参考资料

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[1]Cupric Sulfate | CuSO4 - PubChem.PubChem. [2023-02-13].

[2]曹忠良, 王珍云编. 无机化学反应方程式手册[M]. 长沙: 湖南科学技术出版社, 1982.06: 171-178.

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[5]Copper sulfate pentahydrate | CuSO4.5H2O - PubChem.PubChem. [2023-02-10].

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