五水硫酸铜
五水硫酸铜（化学式：CuSO4·5H2O）也被称作蓝矾、胆矾、铜矾，是一种蓝色晶体，无臭。溶于水（20℃时，在水中溶解度为356g/L）及稀乙醇，不溶于无水乙醇。加热至110℃失去四个结晶水，高于150℃则形成白色易吸水的无水硫酸铜。在常温常压下很稳定，不潮解。如将失水的硫酸铜投入酒精或含水有机物中，可恢复蓝色结晶。
五水硫酸铜应用广泛，在医药领域，可用于治疗各种铜缺乏症，治疗沙眼、湿疹、急性皮炎、手足癣，用于催吐；也是生产异烟、乙胺嘧啶的辅助原料；农业领域，五水硫酸铜既是一种肥料，又是一种普遍应用的杀菌剂；工业领域，用于制造其他铜盐，染料工业用作生产含铜单偶氮染料，也是有机合成、香料和染料中间体的催化剂；涂料工业用油酸铜作船底防污漆的毒害剂。此外，硫酸铜还可制作织物媒染剂、木材防腐剂、饲料添加剂，也用于电解、电镀、鞋革等领域及制造电池等，同时硫酸铜也是配置双缩脲试剂的主要成分。
发现历史
汉代《淮南万毕术》卷下记载：“扁青得铁即化为铜”，白青是水胆矾。用铁在胆矾中置换生产金属铜在唐朝已开始，两宋时期已形成工业规模，当时称为“浸铜法”。
公元166年，一位名叫盖伦（Galen）的自然物理学家记录了在塞浦路斯岛的原位铜矿铜的浸出工艺，公元23～79年，Pliny记录了西班牙从硫酸铜矿中用浸出工艺生产结晶硫酸铜。
1644年发现铜与硫混合在雨水不断作用下可生成硫酸铜。1648年首次以人工方法合成。因有局部收敛作用、刺激作用，被用作呕吐剂、造血剂、眼炎治疗等医药品，并收载于日本药典。
公元1744～1746年人类开始用硫酸铜进行谷物种子消毒，1983年开始用波尔液杀菌。
理化性质
五水硫酸铜俗称胆矾或蓝矾，是最常用的铜盐，它是一种蓝色晶体，无臭。溶于水（20℃时，在水中溶解度为356g/L）及稀乙醇，不溶于无水乙醇。水溶液呈弱酸性。加热至110℃失去四个结晶水，高于150℃则形成白色易吸水的无水硫酸钢。在常温常压下很稳定，不潮解。如将失水的硫酸铜投入酒精或含水有机物中，可恢复蓝色结晶。
常温下，硫酸铜可以与铁发生置换反应，新生成的金属单质铜呈红色，有时呈树枝状，可称为“金属树”或“铜树”。反应方程式如下：
硫酸铜可以与氢氧化钠发生复分解反应，NaOH（氢氧化钠）溶液和CuSO4（硫酸铜）溶液发生复分解反应，生成蓝色絮状沉淀Cu(OH)2（氢氧化铜），方程式为：
应用领域
医药领域
五水硫酸铜为铜补充药，另有收敛、腐蚀、抑菌作用，大剂量有催吐作用。可用于治疗各种铜缺乏症以及长期依靠静脉营养的患者，治疗沙眼，用于催吐，治疗湿疹、急性皮炎及手足癣。0.5%溶液点眼治疗角膜炎，0.05%～1%溶液湿敷用于湿疹、化浓性皮肤病。5μg/ml可杀灭钉螺，防止血虫传播。口服对胃肠道有较强的刺激作用，并可反射性引起呕吐，临床上可用于农药及药物中毒的催吐。医药工业常直接或间接地用作收敛剂和生产异烟肼、乙胺嘧啶的辅助原料。
由于五水硫酸铜有收敛腐蚀作用，不宜肌内注射。口服需稀释后应用；眼部应用时因其刺激性很强，用药后需立即用0.9%氯化钠溶液冲洗。
农业领域
五水硫酸铜既是一种肥料，又是一种普遍应用的杀菌剂。波尔多液、铜皂液、铜制剂，就是用硫酸铜与生石灰、肥皂、碳酸氢铵配制而成的。
硫酸铜具有较高的杀菌活性，并能抑制孢子的萌发，是一种预防性杀菌剂。一般在发病前使用，对锈病和白粉病的作用差，对作物易产生药害，仅用于休眠期的果树和对铜离子耐性高的作物。该药曾经一度被用于种子处理以防治小麦腥黑穗病、马铃薯晚疫病。由于它的毒性高，使用时要特别注意。硫酸铜还可用作稻田除藻剂。
工业领域
化学工业中用于制造其他铜盐，如氰化亚铜、氯化亚铜、氧化亚铜等产品；染料工业用作生产含铜单偶氮染料，如活性艳蓝、活性紫、酞蓝等铜络合剂，也是有机合成、香料和染料中间体的催化剂；涂料工业用油酸铜作船底防污漆的毒害剂。
其他领域
硫酸铜还可制作织物媒染剂、木材防腐剂、饲料添加剂，也用于电解、电镀、鞋革等领域及制造电池等，同时硫酸铜也是配置双缩脲试剂的主要成分。
作用机制
铜离子被萌发的孢子吸收，当达到一定的浓度时，就可以杀死孢子细胞，从而起到杀菌作用；但此作用仅限于阻止孢子萌发，也即仅有保护作用。主要用于防治果树、马铃薯、水稻等多种作物病害，效果良好，但对锈病、白粉病作用差。同时，对植物产生药害，仅对铜离子药害忍耐力强的作物或休眠期的果树使用。是一种预防性杀菌剂，需在病发前使用。此外，五水硫酸铜也可刺激人体的胃黏膜而引起反射性呕吐，作为催吐用药，作用迅速。
物质结构
五水硫酸铜的晶体属三斜晶系，呈板状或短柱状，这些晶体集合在一起则呈粒状、块状、纤维状、钟乳状、皮壳状等。在CuSO4·5H2O晶体结构中，Cu离子呈八面体配位，被4个H2O和两个O围绕。第五个H2O与Cu离子的八面体中的两个H2O和SO42-中的两个O连接，呈四面体状，在结构中起缓冲作用。
分布情况
胆矾是天然五水硫酸铜的俗称，是自然界中分布很广的一种硫酸盐矿物，是铜的硫化物被氧分解后形成的次生矿物，存在于铜矿床的氧化带，也经常出现在矿井的巷道内壁和支柱上。天然产出的胆矾主要产于中国西北等气候干燥地区铜矿床的氧化带中。主产于云南昆明、山西绎县，江西省、广东省、陕西省、甘肃省也有产出。
制备过程
从孔雀石矿粉制备五水硫酸铜
孔雀石是一种天然矿石，以翠绿或草绿色的块石出现，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3，还含有Fe，Si等杂质。用稀硫酸浸取孔雀石粉，其中铜、铁以硫酸盐的形式进入溶液，SiO2作为不溶物而与铜分离开来。除铁是工业湿法冶炼生产中经常遇到的问题。常用的除铁方法是用氧化剂将溶液中Fe2+氧化为Fe3+，控制不同的pH，使Fe3+离子水解以氢氧化铁胶体沉淀形式析出（针铁法）或生成溶解度小的黄铁矾沉淀而被除去（黄铁矾法）。当溶液pH为2～3时，Fe3+形成聚合度大于2的多聚体，继续提高溶液的pH，则析出胶状水合氧化铁（xFe2O3·yH2O）。加热煮沸破坏胶体或加凝聚剂使xFe2O3·yH2O凝聚沉淀，通过过滤便可达到除铁的目的（针铁法）。此时，溶液中还残留有少量Fe3+及其他可溶性杂质，可利用CuSO4·5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质，通过重结晶的方法除去。重结晶后，杂质留在母液中，结晶物质为纯化的CuSO4·5H2O晶体。
由胆矾精制五水硫酸铜
以工业硫酸铜（俗名胆矾）为原料可以精制得到五水硫酸铜。首先用过滤法除去胆矾中的不溶性杂质。用过氧化氢将溶液中的硫酸亚铁氧化为Fe2(SO4)3·9H2O，并使三价铁在pH值4.0时全部水解为Fe(OH)3沉淀而除去。溶液中的可溶性杂质可根据CuSO4·5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质，用重结晶法使它们留在母液中，从而得到较纯的五水硫酸铜晶体。
废铜HNO3-H2SO4氧化法
用浓HNO3作氧化剂，将Cu片与H2SO4、浓HNO3作用来制备CuSO4，反应方程式如下：
过滤除去反应后溶液中剩下的不溶性杂质。溶液中可溶性杂质主要是Fe3+和Fe2+,可先用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，再调节溶液pH值至3左右，加热煮沸，使铁元素以Fe(OH)3形式沉淀除去，由于CuSO4·5HO在水中的溶解度随温度变化较大，因此，可采用蒸发浓缩、冷却结晶过滤的方法，获得较为纯净的蓝色五水硫酸铜晶体。
黄铜矿氧化法
黄铜矿经选矿后得到铜精矿粉，将铜精矿粉置于反射炉、转炉或沸腾炉中于一定温度下氧化焙烧，铜转变为可溶性的氧化铜，经硫酸浸出，铁皮置换得到海绵铜，再经除杂，氧化得到纯的氧化铜，再按传统工艺经硫酸溶解，冷却、结晶、干燥即得工业级硫酸铜产品。
毒性
硫酸铜的毒性比金属铜大。因有酸根的毒性作用，对胃肠道有较强的刺激。在高等动物中，由于刺激胃粘膜神经末稍，引起反射性的呕吐。人口服硫酸铜一次致吐剂量为500mg，LD为10g。
中毒表现
急性中毒：食入硫酸铜过量，可发生急性中毒，临床表现为急性胃肠炎。口服硫酸铜0.065~0.13g即可产生症状。牙齿、齿龈、舌苔蓝染，口中有金属味，流涎、恶心、呕吐、上腹痛、腹泻。呕吐物可染成蓝色。有时出现呕血和便血。反复大量呕吐，丢失水分可造成休克。有些病人在2~3天后，出现黄疸，可由肝细胞损害或溶血性贫血引起。皮肤大量吸收硫酸铜后，可引起溶血性贫血。过量蓄积在肝内会出现肝豆状核变性。
慢性中毒：长期接触硫酸铜者可见呼吸道及眼结膜刺激，鼻粘膜见出血点或溃疡，甚至鼻中隔穿孔，并出现胃肠道症状，如腹痛、恶心、呕吐、食欲下降、口中有金属甜味。
处理
口服硫酸铜引起急性中毒时，可用0.1%亚铁氰化钾600mL洗胃，使毒物变成不溶性亚铁化铜而解毒，亦可用硫代硫酸钠洗胃，并可给牛奶、鸡蛋清灌胃保护胃肠粘膜。输液、止痛、保护肝脏。有黄疸和血尿者可用肾上腺皮质激素。硫酸铜溅入眼内，立即用清水冲洗，接触性皮炎可用氢化可的松软膏。
参考资料
Copper sulfate pentahydrate.pubchem.2023-11-30