关于浓硫酸与铜实验方案及练习题
关于浓硫酸与铜实验方案及练习题
浓硫酸与铜反应
文章摘要：浓硫酸和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜，二氧化硫和水。铜被氧化为二价离子，浓硫酸被还原为二氧化硫。加热条件下，浓硫酸可氧化绝大多数金属反应，但不产生氢气，一般生成二氧化硫。常温下，浓硫酸可使铁、铝钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，起到保护的作用。…
实验目的
掌握浓硫酸的氧化性。
实验原理
一般情况下，铜不和酸反应放出氢气，但是浓硫酸却可以和铜发生氧化还原反应，生成硫酸铜，二氧化硫和水。铜被氧化为二价离子，浓硫酸被还原为二氧化硫。
Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
加热条件下，浓硫酸（H2SO4）可氧化绝大多数金属反应，但不产生氢气（H2），一般生成二氧化硫（SO2）。常温下，浓硫酸可使铁（Fe）、铝（Al）钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，起到保护的作用。
实验用品
铜丝、浓硫酸、铁架台、试管架、酒精灯、试管、橡胶塞、玻璃管
实验步骤
实验讨论
实验中生成的黑色物质是什么？为什么加水后，溶液有黑色变为蓝色？
灰黑色物质中可能含有氧化铜（CuO）、硫化亚铜（Cu2S）、硫化铜（CuS）。可以通过加入强酸，是否有硫化氢（H2S）气体放出来排除硫化亚铜、硫化铜的`可能。向其中加入浓盐酸，发现黑色物质全部消失，形成绿色溶液，可能是黄色[CuCl4]2-和蓝色[Cu（H2O）6]2+两者并存所致，加水稀释后溶液变蓝；证明含有铜离子（Cu2+）的物质生成。氧化铜能较长时间存在于冷或热浓硫酸中，因为在常温时浓硫酸中水很少，且形成硫酸水合分子，很难电离出H+，故氧化铜消失得很慢，在加热时，硫酸水合分子发生解离生成少量的自由分子，使硫酸电离出比较多的H+，浓硫酸和氧化铜反应速率增大，溶液显蓝色。停止加热使其冷却，小量的自由水分子又与浓硫酸结合成硫酸水合分子，溶液颜色逐渐变浅。在实验中，溶液是浓硫酸（实验现象③可说明，故氧化铜可较长时间存在。参考文献也说明氧化铜可存在于57.5%硫酸中。以上讨论，说明这个反应的过程中有氧化铜生成，并能存在于较浓的硫酸中。
有灰白色物质出现时，停止加热，把试管里的上层溶液倒入盛水的烧杯中，然后给试管中加少量水，使灰黑色固体溶解，溶液呈现蓝色。由此可知灰白色沉淀物为硫酸铜（CuSO4）和CuSO4?5H2O混合物。
综上所述，浓硫酸和铜在加热时能发生反应，生成氧化铜和二氧化硫，然后氧化铜与硫酸反应生成硫酸，且一部分氧化铜能较长时间存在。随着反应的进行（硫酸的消耗和水的生成）硫酸的浓度变小，硫酸铜可转化成CuSO4?5H2O，要明显的看到蓝色溶液，必须加入足量的水。
相关习题
1.在下列用途或反应中，硫酸表现出的性质为：A、高沸点性 B、强酸性 C、吸水性 D、脱水性 E、强氧化性
（1）实验室制取氢气_____________。
（2）实验室制取氯化氢气体_____________。
（3）干燥二氧化硫_____________。
（4）浓硫酸溶解金属铜_____________。
（5）浓硫酸用钢瓶保存_____________。
（6）浓硫酸与蔗糖反应_____________。
2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是（ ）
A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖碳化
B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出SO2气体
C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
3.3molCu和含7molH2SO4的浓硫酸共热，未被还原的H2SO4有（ ）
A.3mol B.4mol C.少于4mol D.一定多于4mol
参考答案
1.（1）B；（2）B；（3）C；（4）E；（5）E；（6）D；
2.D；
3.D；
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