硫酸銅

無水硫酸銅CuSO₄ 屬於正交晶系，Pnma空間羣，晶胞參數為a = 8.39 Å，b = 6.69 Å，c = 4.83 Å。

五水硫酸銅CuSO₄·5H₂O，屬於三斜晶系，P空間羣，晶胞參數為a = 6.14 Å，b = 10.74 Å，c = 5.99 Å，α = 82.27°, β = 107.43°, γ = 102.67°。

外觀與性狀：無水硫酸銅為灰白色粉末，易吸水變藍綠色的五水硫酸銅。

熔點：560℃（dec.）。

密度：3.603 g/cm³（25ºC）

蒸氣壓：3.35×10^-5mm Hg（25ºC） ^[9] 

溶解性：易溶於水、甘油，溶於稀乙醇，不溶於無水乙醇 ^[9]  。

無水硫酸銅吸水變藍這一變化是實驗室中檢測水痕跡的一種常用方法。

五水硫酸銅理化性質為透明的深藍色結晶或粉末，在0℃水中的溶解度為316克/升，不溶於乙醇，幾乎不溶於其他大多數有機溶劑。在甘油中呈寶石綠色，空氣中緩慢風化，加熱失去兩分子結晶水（30℃），在110℃下失水變成白色水合物（CuSO₄×H₂O）。含雜質多時呈黃色或綠色，無氣味。本品對鐵有很強的腐蝕性。硫酸銅既是一種肥料，又是一種普遍應用的殺菌劑。波爾多液、銅皂液、銅銨製劑，就是用硫酸銅與生石灰、肥皂、碳酸氫銨配製而成的。

反應性：硫酸銅可以與多種化合物發生反應，包括酸、鹼、金屬等。例如，它能與強鹼反應生成相應的銅鹽和水，與金屬如鐵反應時，遵循金屬活動性順序，鐵會置換出銅。

配位能力：硫酸銅中的銅離子（Cu²⁺）具有較強的配位能力，能與多種配體形成配合物。這一性質使得硫酸銅在分析化學、製藥和化學合成中有廣泛應用，如在配位化學中用作銅的來源，製備各種銅配合物 ^[10]  。

氧化還原反應：硫酸銅參與的氧化還原反應在電鍍、電池及能源存儲材料的開發中尤為重要。銅離子（Cu²⁺）在反應中可以被還原為金屬銅，或作為氧化劑參與其他物質的氧化過程 ^[11]  。

穩定性：無水硫酸銅在乾燥條件下相對穩定，但在潮濕環境中會吸濕轉變為五水合形態。這種轉變反映了其對環境條件敏感的化學性質。

水解：硫酸銅在水中的溶解過程伴隨着一定程度的水解反應，這影響了溶液的pH值。雖然硫酸銅的水解程度不如某些其他金屬鹽顯著，但在高濃度下仍可觀察到酸性增強的現象 ^[12]  。

1、無水硫酸銅極易吸收空氣中的水汽而變成水合物。水合物在加熱後失去結晶水，加熱到102℃失去兩個結晶水；113℃失去三個結晶水；258℃失去全部結晶水；當加熱温度達653℃時，開始分解生成CuO和SO₃。

2、在金屬活動性順序表中，硫酸銅可與活動性位於銅以前的單質R發生置換反應，如鐵、鋅，但在水溶液中不能與過於活潑的金屬（如鈉、鉀等）置換。

3、與鹼反應

與氨水反應，少量時生成氫氧化銅，過量時生成配合物硫酸四氨合銅 ^[13]  。

現象：向硫酸銅溶液中加入少量氨水，有藍色沉澱生成；繼續加入氨水，沉澱溶解，生成深藍色溶液。加入乙醇，有深藍色沉澱析出 ^[14]  。

一種方法是將硫酸與銅混合加熱

此方法由於會產生有害氣體二氧化硫，因此實際應用較少。

2、硫酸法將銅粉在600-700℃下進行焙燒，使其氧化製成氧化銅，再經硫酸分解、澄清除去不溶雜質，經冷卻結晶、過濾、乾燥，製得硫酸銅成品 ^[15]  。

2Cu + O₂→ 2CuO

CuO+H₂SO₄→CuSO₄+H₂O

廢電解液（含Cu 50-60g/L，H2SO4180-200g/L）與經焙燒處理的銅泥製成細銅粉（其組成為Cu 65%-70%、CuO 20%-30%，並含少量Cu2O等）進行反應，反應液經分離沉降、清液經冷卻結晶、分離、乾燥製得硫酸銅 ^[16]  。

銅污是氮肥廠合成氨原料氣銅洗塔中醋酸銅氨液中的銅化合物沉澱物，在700℃焙燒後，經氧化成氧化銅後與硫酸反應生成硫酸銅。

5、溶銅沉鐵酸浸、化學濃縮結晶法。

採用低品位氧化銅礦（CuO 3%左右）經粉碎至一定粒度，加入硫酸浸漬，添加溶銅沉鐵劑（由錳、釩、銅化合物組成）直接酸浸獲得銅鐵比大於100的硫酸銅浸液，然後加入化學濃縮劑（由鈣、硫化合物組成）進行化學濃縮，排走70%-90%的水分，稍加蒸發、經冷卻結晶、離心分離、風乾，製得硫酸銅成品 ^[17]  。

硫酸銅在農業領域中扮演着重要角色，尤其是作為農藥的原料。它對於防治多種植物病害，如真菌和細菌引起的疾病，具有顯著效果。硫酸銅可用於製備波爾多液，一種歷史悠久的殺真菌劑，廣泛用於葡萄園和果園中，防止霜黴病和其他真菌性病害的侵襲。此外，作為微量元素銅的來源，硫酸銅在動物飼料中的添加有助於提高家畜的生長速度和整體健康。儘管如此，農業使用中對硫酸銅的劑量和頻率必須嚴格控制，以避免土壤和水源的重金屬污染，保護環境和人體健康。 ^[18] 

硫酸銅在水處理領域中的應用主要體現在其作為殺菌劑和藻類控制劑的功能。在游泳池和飲用水處理系統中，適當的硫酸銅添加量可以有效抑制藻類的生長，減少水體中的細菌和病毒含量，提升水質的清潔度和安全性。它的使用需要精確控制濃度，以避免對人體健康造成潛在風險。硫酸銅還被應用於工業循環水系統中，用於防止生物膜的形成，保持系統的高效運行。然而，環保意識的增強要求尋找更環保的替代品，以減少對環境的負面影響。 ^[19] 

在化學制劑生產中，硫酸銅是製備其他銅化合物和作為催化劑的重要原料。它在有機合成中、香料和染料中間體的製備中作為催化劑或反應介質，參與多種化學反應，提高反應效率和選擇性。電鍍工業中，硫酸銅用作電解液中的銅源，用於銅鍍層的沉積，這對於製造電路板、裝飾品以及汽車和航空部件的防腐和美化具有重要作用。此外，硫酸銅也用於染料和顏料的製造，為紡織和藝術創作提供鮮豔的藍色。染料工業用作生產含銅單偶氮染料如活性豔藍、活性紫、酞菁藍等銅絡合劑。

硫酸銅在教育和科學研究中的應用主要集中在其作為化學試劑的角色。在化學教學中，硫酸銅用於演示包括沉澱反應、氧化還原反應和配位化學反應在內的基本化學原理，幫助學生理解化學反應的機制。在科研領域，硫酸銅常作為分析化學的標準物質，用於定量分析中的比較和測量。它的化學性質也使其成為研究銅在生物系統中角色的重要工具，例如，探索銅離子在酶活性和電子傳遞中的作用。

在醫藥領域，硫酸銅被用作一些藥物的成分，尤其是在治療銅缺乏相關疾病的營養補充劑中。在生物學和生物化學研究中，它作為一種重要的微量營養素，被用於細胞培養基中，促進細胞生長和繁殖。硫酸銅還參與到某些酶的活性調控中，影響生物體內的氧化還原反應和能量轉換過程。然而，在使用硫酸銅時，必須小心控制劑量，因為過量的銅離子可能對細胞造成毒性。 ^[20] 

硫酸銅在工藝和美術領域的應用反映了其獨特的顏色和化學性質。在織物染色中，硫酸銅可以用來製造持久的藍色染料，為紡織品提供鮮豔的顏色。在陶瓷製作中，它被用作釉料的成分之一，創造出美麗的藍色或綠色釉面。藝術家們利用硫酸銅的顏色，通過化學反應創作具有特定視覺效果的作品，使其在現代藝術創作中佔有一席之地。

硫酸銅在木材保護方面的應用主要是利用其防腐和殺菌特性。將木材浸泡在含硫酸銅的溶液中，可以有效防止木材腐爛和蟲害，延長木材的使用壽命。這種處理方法尤其適用於户外建築和結構的木材，如橋樑、電線杆和圍欄。硫酸銅處理的木材具有較好的耐水性和耐候性，但處理過程中需採取適當措施，以防止溶液對環境和操作人員的潛在危害。

侵入途徑：吸入、食入。

健康危害：對胃腸道有刺激作用，誤服引起噁心、嘔吐、口內有銅性味、胃燒灼感。嚴重者有腹絞痛、嘔血、黑便。可造成嚴重腎損害和溶血，出現黃疸、貧血、肝大、血紅蛋白尿、急性腎功能衰竭和尿毒症。對眼和皮膚有刺激性。長期接觸可發生接觸性皮炎和鼻、眼粘膜刺激並出現胃腸道症狀。 ^[21] 

屬中等毒性。

急性毒性：LD50：300mg/kg（大鼠經口）

危險特性：未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解產生有毒的硫化物煙氣。

燃燒（分解）產物：氧化硫、氧化銅。

隔離泄漏污染區，周圍設警告標誌。應急人員戴好防毒面具和手套。用大量水沖洗，經稀釋的洗液放入廢水系統。如大量泄漏，收集回收或運至廢棄處理場所處置。

呼吸系統防護：作業工人應該佩戴防塵口罩。

眼睛防護：可採用安全面罩。

防護服：穿工作服。

手防護：必要時戴防護手套。

操作防護：密閉操作，提供充分的局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與酸類、鹼類接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

其它：工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作後，淋浴更衣。注意個人清潔衞生。實行就業前和定期的體檢。

皮膚接觸：脱去污染的衣着，用大量流動清水徹底沖洗。

眼睛接觸：立即翻開上下眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入：迅速脱離現場至空氣新鮮處。呼吸困難時給輸氧。就醫。

食入：誤服者用0.1%亞鐵氰化鉀或硫代硫酸鈉洗胃。給飲牛奶或蛋清，就醫。

運輸注意事項：起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與酸類、鹼類、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高温。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。

儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與酸類、鹼類、食用化學品分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。 ^[21]