课题名称：铜与浓硫酸的反应
铜与浓硫酸共热的反应及现象 【摘要】铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同，反应时的最终现象不同。若浓硫酸过量 时，主要现象有：铜表面先变黑，形成黑色浊液，随后又变成白色浊液。铜全部反应完后，静置，灰白色物质沉于管底，所得溶液呈淡蓝色，冷却至室温呈无色。反应中还伴有白色烟雾，并有淡黄色物质冷凝在管壁。若铜过量，最终得灰白色固体物质。由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的，且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。 【关键词】铜；浓硫酸；共热反应；现象；原因 高一新教材关于铜与浓硫酸反应的实验描述是这样的：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体，反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为二价铜离子”。 然而该实验的现象这么简单，且实验有两种情况： 一种情况是浓硫酸过量。用下列“实验装置图1”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）来完成此实验。其实验现象有（按实验进程）：铜与冷的浓硫酸不发生反应，加热时随浓硫酸温度升高铜丝（或铜片）表面变黑，产生气泡，细小黑色颗粒状物质从铜丝（或铜片）表面进入浓硫酸中，形成黑色的悬浊液。随着加热温度继续升高（至沸腾），黑色颗粒状物质与浓硫酸反应，转变成细小灰白色的颗粒状物质，随浓硫酸一起翻滚。在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质有慢慢消失了。此间导气管出的气体分别使紫色石蕊试液变红，使品红溶液和KMnO4溶液褪色。当铜全部反应后，停止加热静置时，试管内的烟雾也随之慢慢消失了，试管中的液体呈浅蓝色，管底沉积的固体物质呈灰白色。继续冷却试管时，溶液颜色慢慢变浅，至室温时几乎无色。将此无色溶液注入盛有少量水的试管中，所得溶液变为浅蓝色。再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时，所得溶液呈蓝色，试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色，下层仍为灰白色（久置时可变为蓝色）。 另一种情况是铜过量。用“实验装置图2”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）完成此实验。为了便于观察有关反应现象和验证产物，将细铜丝一端卷成螺旋状没入浓硫酸中，另一端露置在液面上方（如图2所示）。长玻璃导管是让挥发的浓硫酸和水冷凝回流。开始加热反应时的现象与前者相同。随着反应的不断进行，试管和长导气管内壁有少量淡黄色固体物质凝聚。露置于试管液面上方的光亮铜丝逐渐变黑。一会儿后试管里的硫酸全部反应完，试管里的物质变为灰黑色的固体。取出试管中原来露置液面上变黑的铜丝，将其分别置于盛有一定量的浓硫酸和稀硫酸的两支试管中，震荡，铜丝表面的黑色物质不溶。若将光亮的铜丝
浓硫酸与铜反应的实验改进 长武中学陈宝凤 【问题的提出】 在研究浓H2SO4的化学性质时，Cu与浓H2SO4的反应是用来说明浓H2SO4具有很强的氧化性的一个典型反应，为使学生能全面理解并掌握这一重要化学反应，在教材中设计了有关铜和浓硫酸发生反应的演示实验。人教版教材必修一中的实验装置图为： 但若按教材中所提供的装置进行实验，很难得到预期的实验现象，在实验过程中过多的浪费药品，而且会产生大量的有毒气体污染环境，尾气处理得不够充分.人教版标准实验教科书中针对以上弊端作了如下改进：用长铜丝代替铜片，在胶塞一侧挖一个凹槽，使铜丝从凹槽处伸出，反应结束后，将铜丝抽出液面，反应即停止。但是，在实际操作时发现，在胶塞上挖凹槽大小不好把握，铜丝质地软，穿过胶塞后导致气密性不好，导出的气体不足，品红褪色现象不明显。.因此，我们应该从实验装置入手，在原有的基础上对实验进行必要的改进。 【实验目的】 1.认识浓硫酸与铜的反应，进一步了解SO2的性质。
2.学会发现问题，提出问题，进而学会运用学过的化学知识设计实验方案，从实验中学会得出结论解决问题。 3.培养思考能力和动手能力，体会设计实验以及验证实验的乐趣。【实验原理】 铜与浓硫酸之间反应的化学方程式如下： 2H2SO4（浓）+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑ Cu与浓H2SO4反应生成SO2说明浓H2SO4具有很强的氧化性，而产生的SO2具有漂白性，同时SO2也是一种酸性气体，在实验中可以用品红试纸验证SO2具有漂白性，用蓝色石蕊试纸验证SO2是一种酸性气体。 【实验装置图】 (说明)将5ml的注射器插入胶塞。在注射器的柱塞末端系上一段细铜丝，并在细铜丝的另一端系上一段螺旋状的粗铜丝，用于反应。
浓硫酸与铜反应的实验改进 【问题的提出】 在研究浓H2SO4的化学性质时，Cu与浓H2SO4的反应是用来说明浓H2SO4具有很强的氧化性的一个典型反应，为使学生能全面理解并掌握这一重要化学反应，在教材中设计了有关铜和浓硫酸发生反应的演示实验。人教版教材必修一中的实验装置图为： 但若按教材中所提供的装置进行实验，很难得到预期的实验现象，在实验过程中过多的浪费药品，而且会产生大量的有毒气体污染环境，尾气处理得不够充分，因此，我们应该从实验装置入手，在原有的基础上对实验进行必要的改进。 【实验目的】 1.认识浓硫酸与铜的反应，进一步了解SO2的性质。 2.学会发现问题，提出问题，进而学会运用学过的化学知识设计实验方案，从实验中学会得出结论解决问题。 3.培养思考能力和动手能力，体会设计实验以及验证实验的乐趣。【实验原理】 铜与浓硫酸之间反应的化学方程式如下： 2H2SO4（浓）+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑
Cu与浓H2SO4反应生成SO2说明浓H2SO4具有很强的氧化性，而产生的SO2具有漂白性，同时SO2也是一种酸性气体，在实验中可以用品红试纸验证SO2具有漂白性，用蓝色石蕊试纸验证SO2是一种酸性气体。 【实验仪器与试剂】
【实验装置图】 【实验步骤】 1.取适量浓硫酸加入到具支试管中，用量不超过试管体积的三分之一 （约10ml）； 2.取铜丝穿过胶塞，使铜丝能在胶塞中上下活动，塞紧胶塞，然后将伸入试管中的铜丝一端拴上一束细铜丝，使铜丝下端没入浓硫酸之中； 3.在硬质玻璃管中分别放上湿润的品红试纸、湿润的石蕊试纸，在烧 杯中加入适量饱和NaOH溶液； 4. 如图组装好装置后，用酒精灯加热浓硫酸 5.待反应结束后，使大试管中浓硫酸与金属铜片发生脱离，移去酒 精灯，加热硬质玻璃管，观察试纸颜色的变化；
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析 [摘要]铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同，反应时的最终现象不同。若浓硫酸过量时，主要现象有：铜表面先变黑，形成黑色浊液，随后又变成白色浊液。铜全部反应完后，静置，灰白色物质沉于管底，所得溶液呈淡蓝色，冷却至室温呈无色。反应中还伴有白色烟雾，并有淡黄色物质冷凝在管壁。若铜过量，最终得灰白色固体物质。由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的，且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。 高一新教材P131页关于铜与浓硫酸反应的实验叙述是这样的：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体，反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为Cu2+”。 然而该实验的现象并非这么简单，且实验有两种情况： 一种情况是浓硫酸过量。用下列“实验装置图1”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）来完成此实验。其实验现象有（按实验进程）：铜与冷的浓硫酸不发生反应，加热时随浓硫酸温度升高铜丝（或铜片）表面变黑，产生气泡，细小黑色颗粒状物质从铜丝（或铜片）表面进入浓硫酸中，形成黑色的悬浊液。随着加热温度继续升高（至沸腾），黑色颗粒状物质与浓硫酸反应，转变成细小灰白色的颗粒状物质，随浓硫酸一起翻滚。在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢消失了。此间导气管导出的气体分别使紫色石蕊试液变红，使品红溶液和KMnO4溶液褪色。当铜全部反应后，停止加热静置时，试管内的烟雾也随之慢慢消失了，试管中的液体呈浅蓝色，管底沉积的固体物质呈灰白色。继续冷却试管时，溶液颜色慢慢变浅，至室温时几乎无色。将此无色溶液注入盛有少量水的试管中，所得溶液变为浅蓝色。再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时，所得溶液呈蓝色，试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色，下层仍为灰白色（久置时可变为蓝色）。 安全紫色石品红KMO4 NaOH 装置蕊试液溶液溶液溶液 实验装置图1 实验装置图2
铜与浓硫酸反应异常现象的探究 教案 学院：化学工程学院 班级：2014级化学本科班 姓名：范光鼎 学号：40271114110
铜与浓硫酸反应异常现象的分析 一、教学目标： 知识与能力： 1.学习浓硫酸与铜的反应，了解SO2的性质。 2.掌握铜与浓硫酸反应的实质。 过程与方法: 1.通过铜与浓硫反应的实验现象，学会发现问题，提出问题。 2.运用学过的化学知识设计实验方案，。 情感态度与价值观： 培养思考能力和动手能力，体会设计实验以及验证实验的乐趣。 二、教学方法: 讲授法，演示法，科学探究法，实验法。 三、教学重难点： 难点:解释实验中产生异常现象的原因。 重点：SO2的性质。 四、教学过程： 环节一，创设情境 根据金属活动性顺序表，我们都知道铜的活动性没有氢的大，但因为浓硫酸的强氧化性，铜是可以与浓硫酸反应的，而且反应过程中会发生一些异常现象。今天我们就来学习一下，首先我们先来学一下它们的反应的化学方程式， 主反应：2H2SO4（浓）+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑
注：（Cu+H2SO4（浓） = △ == CuO+SO2↑+H2O CuO+ H2SO4（浓） = △ == CuSO4+ H2O 从上述的方程式可以看出，浓硫酸与铜共热反应是分步进行的，铜先被浓硫酸氧化为黑色的氧化铜，氧化铜再与硫酸反应生成硫酸铜， 环节三：实验设计 提出问题：同学们思考一下，除了上述的现象外，还其他的吗？ 学生思考并回答。 归纳总结学生观点，引导学生进行实验设计: 本次课我们需要的实验仪器与试剂有： 仪器:铁架台（带铁夹），酒精灯，，硬质玻璃管，烧杯，弯头导管，直导管，单孔橡胶塞，挡风板，棉花，试管， 试剂：浓硫酸 10ml ，铜片，氢氧化钠溶液，品红溶液，紫色石蕊试纸，高锰酸钾溶液， 环节四:学生实验 1.取适量浓硫酸加入到具支试管中，用量不超过试管体积的三分之一（约10ml）； 2.取铜丝穿过胶塞，使铜丝能在胶塞中上下活动，塞紧胶塞，然后将伸入试管中的铜丝一端拴上一束细铜丝，使铜丝下端没入浓硫酸之中； 3.在硬质玻璃管中分别放上湿润的品红试纸、湿润的石蕊试纸，在烧杯中加入适量饱和NaOH溶液； 4. 如图组装好装置后，用酒精灯加热浓硫酸 5. 待反应结束后，使大试管中浓硫酸与金属铜片发生脱离，移去酒
化学创新实验： 铜与浓硫酸反应 一、实验名称：铜与浓硫酸反应 二、实验目的： 铜与稀硫酸不反应，但铜与浓硫酸可以发生氧化还原反应，除生成硫酸铜外，还生成二氧化硫和水，这证明了浓硫酸具有强氧化性。反应生成的二氧化硫为无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染主要成分之一，实验过程中必须控制二氧化硫的生成量，还要进行尾气处理。该实验还助于加强环境教育，提高学生的环境意识，帮助学生认识环境和环境问题，培养学生的社会责任感。课本中给出了该实验的操作方法。为了控制二氧化硫的生成量，在试管侧面开凹槽以便于抽动铜丝而随时终止反应。为了证明二氧化硫的生成及其漂白性，教学参考书又给出了改进实验的操作装置图（如下图）。 我在实际教学过程中感到上述实验有明显的不足之处。开槽时要求既要保证密封性，又要便于抽动铜丝，这一点很难做到。开槽太小虽然密封性好，但在抽动铜丝时易拉动试管塞，由于浓硫酸对皮肤具有很强的腐蚀性，实验时浓硫酸又处于沸腾状态，产生的气压较大，这样浓硫酸易溅出而伤及实验人员。如果开槽稍微大一点，气体穿透能力很强，无法保证二氧化硫不漏出。 基于以上矛盾和问题，我把铜丝改为铜片，一次性加入。教学参考书中给出的装置图，要求控制二氧化硫的量，只要能够观察到品红溶液褪色而石蕊溶液变红色就抽动铜丝使反应停止下来。其实当我们观察到上述实验现象时二氧化硫就
已经过量，不可能恰到好处地通过抽动铜丝而控制二氧化硫的量。相反，我们根据经验控制铜片的量也可以很好地完成该实验。这样不仅保证了实验安全，而且我们还能够集中精力观察实验现象。 三、实验仪器及试剂 仪器：铁架台、酒精灯、试管、玻璃导管。 试剂：98%浓硫酸、铜片、品红溶液、石蕊溶液、氢氧化钠溶液。 四、实验仪器装置图（无论用手或电脑画都必须清晰）及仪器的组装说明 五、实验操作部分 1 放置好酒精灯，根据酒精灯的高度确定好试管的位置。在试管中加好试剂，按从下到上，从左到右的顺序如图安装仪器。 2 观察和分析试管中的实验现象。 六、装置改进的意义 1 避免了在抽动铜丝时产生的实验安全问题。浓硫酸在反应时处于沸腾状态，产生的二氧化硫气体气压较高，操作不慎易拉动试管塞产生浓硫酸的溅射。 2 便于观察和分析实验现象。由于实验减少了抽动铜丝环节，实验人员能够全心投入观察和分析实验现象。 2
前述在高中化学的教学当中，我们势必会学到硫与硫酸的章节，在这章里面，为了使学生充分了解到硫处于最高氧化态时的含氧酸——硫酸的氧化性，都会做金属铜和浓硫酸反应的实验。在这个实验里面，铜被氧化体现了浓硫酸的强氧化性，生成二价铜盐又反映出浓硫酸的强酸性。考试时同学们在描述现象会说：“铜溶解，产生蓝色溶液以及能够使品红溶液褪色的刺激性气体。”当我们实际操作的时候却发现，铜和浓硫酸反应过后留下了许多不能解释的黄褐色以至灰色的产物，有时还会出现黑色的小颗粒，这就与简单的理想实验描述大相径庭，这些产物到底是什么呢？究竟以怎么样的物料加入量反应，才能够使学生直观清晰地通过实验现象看到他们所要了解的知识呢？ 一实验探究过程论述将分开笔者实验和文献实验。首先是笔者实验。 笔者采取18.4mol/L 的浓硫酸5mL 和一片铜片置于试管内用酒精灯加热，按照课本的要求进行实验，反应持续有4min 左右时试管内反应液沸腾，出现雾状液滴悬浮在管内空间中，另一头连接的品红稀溶液褪色 (由鲜艳的粉红变为透明) 。这证明产生了二氧化硫，实验的确存在我们期待的产物。试管内产生了灰黑色物质，铜尚未完全溶解。待冷却后除去反应装置，经过称重，铜溶解了大概三分之二。对灰色物质干燥以后，笔者提出了自己的猜测。 ①灰黑色物质是硫化亚铜和氧化铜的混合物。 ②灰黑色物质仅仅是铜的硫化物。 ③灰黑色物质可能既有铜氧化物和铜硫化物，也可能产生了硫单质。为了验证自己的假设，笔者有针对性地进行了几个实验。 (1).用湿润的玻璃棒沾取少许灰黑色物质放置在塑料点滴板中，滴加少许浓盐酸，等待一段时间后发现固体 无明显溶解。 (2).以上面的方法取灰黑色物质在塑料点滴板内，滴加浓硝酸若干，经一段时间之后，产生很淡的二氧化氮气体，但固体仍然没有明显发生溶解。
铜与浓硫酸反应实验的改进 摘要：在现行版实验的基础上，对其他关于铜与浓硫酸反应实验的装置进行分析比较，并且提出和设计了新的铜与浓硫酸反应实验的装置。 关键词：实验装置；改进 1问题的产生 铜与浓硫酸反应的实验是学习浓硫酸重要性质的传统实验。苏教版高中化学教材必修1中，安排的实验操作是：将一小块铜片放入试管中，然后加入2ml 浓硫酸，用如图1所示的实验装置[1]进行实验，观察实验现象。从而让学生总结出浓硫酸具有强氧化性和强酸性的性质，并掌握SO2的强氧化性的性质。 图1 在用这个装置进行实验的过程中，其不足之处主要表现为：（1）SO2极易溶解于水，在停止加热时，会产生倒吸现象，致使反应的试管炸裂，由于反应物为浓硫酸，泄露会对师生产生威胁，具有安全隐患；（2）用铜片和浓硫酸反应，加热时反应较难控制，反应试管中会产生大量白色烟雾，并不利于实验现象的观察；（3）试验装置都是试管，比较难于固定，而且装置过于复杂，不利于操作，真正实验时往往会让人手忙脚乱；（4）在反应结束后，拆卸装置时仍会有部分SO2泄露，不符合绿色化学的要求。 2文献里关于改进后的实验装置 查阅其他关于铜与浓硫酸反应的实验，下列装置从不同的方面改进了原有的实验设计，给实验的改进提供了一些新思路和有益的借鉴。 从实验所用的铜来划分，有铜片和铜丝两种，以下是铜片和浓硫酸的反应：（1）第一种装置用浸有Na2CO3溶液的棉花来吸收多余的SO2，杜绝了倒吸现象的发生，但是控制不好的话，品红溶液还是有倒吸的可能，另外铜片在加热时会上下翻动，还会有黑色的副产物产生，控制不好浓硫酸与铜片的量，就会影响实验现象的观察[2]。（图2）
铜与浓硫酸反应 1．（2010北京高考）用右图所示实验装置（夹持仪器已略去）探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 A．上下移动①中铜丝可控制SO ２ 的量 B．②中选用品红溶液验证SO ２ 的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO 2 D．为确认CuSO 4 生成,向①中加水，观察颜色 2．（2009广东会考）金属铜不能够与浓盐酸反应，却能够与浓硫酸反应，是因为浓硫酸具有 A.脱水性 B．吸水性 C．强酸性 D．强氧化性 3．（2007宁夏高考）a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与 反应的CuSO 4与H 2 SO 4 的物质的量之比为 A、1︰7 B、7︰1 C、7︰8 D、8︰7 4．（2006全国联考七）一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH=1，则下列叙述中错误的是 A．气体A为SO 2和H 2 的混合物 B．气体A中SO 2 与H 2 的体积之比为4：1 C．反应中共消耗97.5g Zn D．反应中共转移3 mol电子 5．50mL18mol/L的H 2SO 4 中加入足量的铜片并加热，被还原的H 2 SO 4 的物质的量为 A.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol和0.90mol之间 D.大于0.90mol 6．在下述反应中，浓H 2SO 4 既表出现氧化性，又表现出酸性的是 A.C+H 2SO 4 B.H 2 S+H 2 SO 4 C.NaCl+H 2 SO 4 D.Cu+H 2 SO 4 7．足量的浓H 2SO 4 和mg铜完全反应，得到标准状况下的n LSO 2 ，则被还原的硫酸是 A．m/64 mol B．64m/22.4 mol C．98m/22.4 g D．64n/22.4 g 8．（2005泉州模拟）木炭分别与浓硫酸、浓硝酸共热，产生的气体同时分别由X、Y导管通入盛有足量的氯化钡溶液的洗气瓶中（如右图）。下列有关叙述正确的是 A、洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析 欧阳家百（2021.03.07） [摘要]铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同，反应时的最终现象不同。若浓硫酸过量时，主要现象有：铜表面先变黑，形成黑色浊液，随后又变成白色浊液。铜全部反应完后，静置，灰白色物质沉于管底，所得溶液呈淡蓝色，冷却至室温呈无色。反应中还伴有白色烟雾，并有淡黄色物质冷凝在管壁。若铜过量，最终得灰白色固体物质。由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的，且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。 高一新教材P131页关于铜与浓硫酸反应的实验叙述是这样的：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体，反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为Cu2+”。 然而该实验的现象并非这么简单，且实验有两种情况： 一种情况是浓硫酸过量。用下列“实验装置图1”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）来完成此实验。其实验现象有（按实验进程）：铜与冷的浓硫酸不发生反应，加热时随浓硫酸温度升高铜丝（或铜片）表面变黑，产生气泡，细小黑色颗粒状物质从铜丝（或铜片）表面进入浓硫酸中，形成黑色的悬浊液。随着加热温度继续升高（至沸腾），黑色颗粒状物质与浓硫酸反应，转变
成细小灰白色的颗粒状物质，随浓硫酸一起翻滚。在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢消失了。此间导气管导出的气体分别使紫色石蕊试液变红，使品红溶液和KMnO4溶液褪色。当铜全部反应后，停止加热静置时，试管内的烟雾也随之慢慢消失了，试管中的液体呈浅蓝色，管底沉积的固体物质呈灰白色。继续冷却试管时，溶液颜色慢慢变浅，至室温时几乎无色。将此无色溶液注入盛有少量水的试管中，所得溶液变为浅蓝色。再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时，所得溶液呈蓝色，试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色，下层仍为灰白色（久置时可变为蓝色）。 NaOH 溶液 铜浓硫酸 安全紫色石品红 KMO4 NaOH 铜浓硫酸 装置蕊试液溶液溶液溶液 实验装置图1 实验装置图2 另一种情况是铜过量。用“实验装置图2”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）完成此实验。为了便于观察有关反应现象和验证产物，将细铜丝一端卷成螺旋状没入浓硫酸中，另一端露置在液面上方（如图2所示）。长玻璃导管是让挥发的浓硫酸和水冷凝回流。开始加热反应时的现象与前者相同。随着反应的不断进行，试管和长导气管内壁有少量淡黄色固体物质凝聚。露置于试
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析 ［摘要］铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同,反应时的最终现象不同。若浓硫酸过量时，主要现象有：铜表面先变黑,形成黑色浊液，随后又变成白色浊液。铜全部反应完后,静置，灰白色物质沉于管底,所得溶液呈淡蓝色,冷却至室温呈无色.反应中还伴有白色烟雾，并有淡黄色物质冷凝在管壁。若铜过量，最终得灰白色固体物质。由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的,且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。 高一新教材Ｐ13１页关于铜与浓硫酸反应的实验叙述是这样的：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体,反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为Cu2+”. 然而该实验的现象并非这么简单，且实验有两种情况: 一种情况是浓硫酸过量。用下列“实验装置图1”(固定仪器和加热酒精灯均未画出)来完成此实验。其实验现象有(按实验进程）：铜与冷的浓硫酸不发生反应,加热时随浓硫酸温度升高铜丝(或铜片）表面变黑，产生气泡，细小黑色颗粒状物质从铜丝（或铜片）表面进入浓硫酸中,形成黑色的悬浊液。随着加热温度继续升高（至沸腾）,黑色颗粒状物质与浓硫酸反应，转变成细小灰白色的颗粒状物质，随浓硫酸一起翻滚.在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。在持续加热浓硫酸(沸腾)时，淡黄色固体物质又慢慢消失了。此间 溶液褪色。当铜全导气管导出的气体分别使紫色石蕊试液变红，使品红溶液和KMｎO 4 部反应后,停止加热静置时,试管内的烟雾也随之慢慢消失了，试管中的液体呈浅蓝色,管底沉积的固体物质呈灰白色。继续冷却试管时，溶液颜色慢慢变浅，至室温时几乎无色.将此无色溶液注入盛有少量水的试管中，所得溶液变为浅蓝色。再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时,所得溶液呈蓝色，试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色,下层仍为灰白色（久置时可变为蓝色)。 ＮaOH 铜浓硫酸 安全紫色石品红 KMO4 NaＯH 铜浓
浓硫酸与铜反应实验的改进 一．使用教材 人教版高中《化学》必修1第四章第四节，硫酸和硝酸的氧化性内容。 二．实验器材 Y 型试管、注射器（5ml ）、单孔橡胶塞、导气管、铁架台、酒精灯，火柴、浓硫酸、铜丝（或铜片）蓝色石蕊试纸、品红试纸（自制）、浸透浓氢氧化钠溶液的棉球。 三．实验创新点/实验改进要点（见下表） 教材实验装置图 教参实验装置图 改进后实验装置图 （一）铜与浓硫酸反应实验优化方案
（二）实验创新点 1.实验绿色化 将教材中的试管换成Y型管，进行实验时所用试剂量相对较少，在做实验的过程中，除了常规的尾气吸收防止污染外，自始至终不用打开实验装置，剩余的SO2不会逸出，基本不产生污染，但效果不打折扣。 2.装置简单化、效果明显化 装置灵巧，操作简便，用时较短且现象明显。 3.用途多样化 该套装置还可用于铜与浓硝酸反应实验及制备溴苯的实验，用途多样化。 四．实验原理
1.因SO2有毒，为了控制SO2的大量生成及污染环境，采用Y型试管所用试剂量少，用试纸检验生成的SO2，出现现象所需气体量少。利用蘸有浓氢氧化钠的棉球作为吸收剂，有利于充分吸收多余的SO2，消除SO2对环境的污染。 2.SO2的水溶液呈酸性，能使蓝色石蕊试纸变红（不褪色）；SO2有漂白性，能使湿润的品红试纸褪色； SO2是酸性氧化物，可以用氢氧化钠溶液吸收尾气。 3.因SO2易溶于水，在观察到试纸变色后再注入水，保证装置内气体不被提前溶解；为了防止倒吸造成不安全事故，采用湿润的试纸进行性质实验，有效避免倒吸。 4.反应后的溶液中还有一定量的浓硫酸，将反应后溶液缓慢倒入蒸馏水中（防止液体飞溅），利用无色溶液稀释后变蓝证明硫酸铜的生成。 五．实验教学目标 1通过检验浓硫酸与铜反应的产物，全面理解和掌握浓硫酸与铜的反应，进一步体会浓硫酸具有强氧化性，理解浓硫酸的氧化性表现在硫元素的价态的变化上。 2.巩固SO2的性质及检验方法。 3.通过实验的绿色化设计，增强环保意识，体会STSE理念。 六．实验教学过程 铜与浓硫酸反应的实验改进作为教学的一部分融入“硫酸和硝酸的氧化性”教学。 1.教师活动：浓硫酸除了具有很强的腐蚀性、脱水性以外，还能与很多物质反应，如能与大多数金属（如铜）或非金属（如C）起氧化还原反应。浓硫酸与铜反应的产物是什么呢？ 2.学生活动：阅读教材实验并思考： （1）本实验的反应条件是什么？ （2）反应前后溶液与铜丝有哪些变化？
浓硫酸与铜反应的实验现象与理论探讨 【摘要】铜与浓硫酸共热量不同现象不同。教材描述简单，易引起学生疑问。经理论分析和实验说明铜与浓硫酸反应复杂性。 【关键词】铜浓硫酸现象 一、铜与浓硫酸共热 1.药品：NaOH溶液铜浓硫酸石蕊试液品红溶液KMnO4 3.实验现象： 教材描述：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体，反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为Cu2+”。实验现象分两种：①浓硫酸过量。铜与冷的浓硫酸不反应，随温度升高铜丝表面变黑、产生气泡、细小黑色颗粒状物从铜丝表面进入浓硫酸，形成黑色悬浊液。温度升至沸腾，黑色颗粒物与浓硫酸反应，转变成细小灰白色的颗粒物，随浓硫酸翻滚。同时有大量白色烟雾，部分烟雾在管壁上部冷凝成淡黄色固体。保持浓硫酸沸腾，淡黄色固体消失。导气管导出的气体使石蕊试液变红、品红溶液和KMnO4溶液褪色。铜全部反应，停止加热静置，管内烟雾慢慢消失，管中液体浅蓝色，管底沉积物灰白色。冷却，溶液颜色变浅，至室温几乎无色。将此液注入盛有少量水的试管，得浅蓝色溶液。再向有残留物的试管加少量蒸馏水，得蓝色溶液，管底部未溶物上层蓝色，下层仍灰白色（久置变蓝色）。②铜过量。将一端螺旋状铜丝浸入浓硫酸，另一端在液面上方。开始现象与前者相同。随着反应的进行，试管和长导气管内壁有少量淡黄色固体。液面上方铜丝渐变黑。待硫酸全部反应，试管里的物质变为灰黑色的固体。取出试管中液面上变黑的铜丝，分别置于一定量浓硫酸和稀硫酸的试管中，震荡，铜丝表面的黑色物质不溶。若将铜丝在空气中加热变黑，分别置于浓硫酸和稀硫酸的试管中，振荡，发现稀硫酸中的铜表面的黑色物质全部溶解，露出光亮的铜；浓硫酸中的铜表面的黑色物质部分溶解。
铜与浓硫酸反应最佳条件探究 一、实验目的 针对铜与浓硫酸反应中常会出现黑色物质，导致溶液变浑浊，很难观察到蓝色的硫酸铜溶液的现象。出现了这种情况，导致课堂演示实验没有达到演示的目的，且在教学过程中很难向学生解释实验过程中出现的异常现象。本实验从反应条件、产物验证等角度进行试验。 二、已经解决的问题 1.浓硫酸浓度：加热到沸腾时，80 ％以下的浓硫酸不与铜反应，当浓度大于80 ％时反应现象明显，并不存在黑色物质。 2. 温度：170摄氏度一下不反应，170摄氏度时温度要达到180摄氏度才能使反应现象明显。 三、需要进一步研究的问题 1.副产物产生的条件范围（温度）； 2.副产物的验证，生成的黑色物质是Cu S还是CuS或者CuO？ 2 3.浓硫酸表现的氧化性在什么条件下由+6价S表现？什么条件下由H+ 表现？ 四、实验器材和药品 实验药品：浓硫酸、铜片、甘油、湿润品红试纸、氧化铜固体、稀硝酸、浓盐酸、氢氧化钠液体。 实验仪器：试管、铁架台 (带试管夹)、温度计、500ml烧杯、酒精灯、玻璃导管、橡胶管、100mL 烧杯、漏斗 五、黑色物质的制备和提取 （一）、铜与浓硫酸反应（170℃-180℃下副产物最多） 1．（贴图）如图所示连接实验装置以及尾气处理装置，检查装置气密性。2．向大烧杯中加入甘油，试管中放入适量铜片，加入适量分析纯浓硫酸后开始加热，注意温度计示数，至170℃时调节酒精灯使温度维持在170℃到180℃之间。 3．当观察到导气管有气泡生成时，用湿润的品红试纸检验是否褪色，持续反应至试管中有大量气泡产生，直到光亮的铜片表面变黑，试管底部产生大量的黑色沉淀，撤去实验装置，冷却试管，静置。 （二）、副产物的提取 1.倾泻试管，将上层溶液倒出。 2.向试管中反复加水洗涤，静置，倾倒。直到上层液体呈现无色透明为止。该操作是为了除去黑色沉淀物中水溶性离子，特别是Cu离子。 3.干燥，储存备用。