铜与浓硫酸的反应探究(旧人教版必修1)
浓硫酸与铜反应的实验探究
浓硫酸与铜反应的实验探究高中化学教材必修1（新课标）第四章第四节《氨硝酸硫酸》中，为了讲解浓硫酸的氧化性，设计了浓硫酸与铜反应的实验（实验4-9），教材中关于浓硫酸与铜反应的实验是这样叙述的：“我们已经知道，铜不能与酸反应放出H2。
但浓硫酸却可以与铜发生氧化还原反应，反应除生成硫酸铜外，还生成二氧化硫和水。
”（实验装置及现象如下图-1所示）一、提出问题在实际操作时，试管底部往往有黑色沉淀物，反应所形成的溶液呈灰绿色，加热时间长一些，溶液颜色可变浅。
如果有硫酸铜生成，溶液应该是蓝色，为什么溶液呈灰绿色而且试管底部有黑色物质出现呢？为了达到理想的实验效果并且解释这些现象，我们从反应产物和反应条件两方面着手对浓硫酸与铜的反应做了一些探究。
二、实验验证实验仪器：铁架台、酒精灯、大试管、小试管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、温度计、导管与橡皮管若干；实验药品：铜丝、铜片、不同浓度的浓硫酸、品红溶液、蒸馏水。
（一）浓硫酸的浓度对反应的影响我们先来探究当铜片规格相同、硫酸过量时，浓硫酸浓度对实验的影响。
1．实验过程【实验1-1】取18.4mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：开始加热一会儿后产生气泡，在铜片表面有细小黑色颗粒状物质生成并进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液。
随着温度升高，直至沸腾，黑色颗粒状物质逐渐转变成细小灰白色颗粒状。
试管中出现大量白雾，品红溶液褪色。
停止加热静置，未反应的铜表面有黑色物质，试管底部沉淀的固体物质呈灰白色，试管中的液体呈灰绿色。
继续冷却试管时，溶液的颜色慢慢变浅。
将此无色溶液倒入废液缸中，向试管中残留的灰白色固体中加少量蒸馏水，所得溶液呈很浅的蓝色。
【实验1-2】取16mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：与【实验1-1】现象相似，但溶液中灰白色沉淀较少，溶液也呈浅蓝色。
冷却后溶液仍然为浅蓝色。
【实验1-3】取14mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
浓硫酸与铜反应的实验探究
浓硫酸与铜反应的实验探究高中化学教材必修1（新课标）第四章第四节《氨硝酸硫酸》中，为了讲解浓硫酸的氧化性，设计了浓硫酸与铜反应的实验（实验4-9），教材中关于浓硫酸与铜反应的实验是这样叙述的：“我们已经知道，铜不能与酸反应放出H2。
但浓硫酸却可以与铜发生氧化还原反应，反应除生成硫酸铜外，还生成二氧化硫和水。
”（实验装置及现象如下图-1所示）一、提出问题在实际操作时，试管底部往往有黑色沉淀物，反应所形成的溶液呈灰绿色，加热时间长一些，溶液颜色可变浅。
如果有硫酸铜生成，溶液应该是蓝色，为什么溶液呈灰绿色而且试管底部有黑色物质出现呢？为了达到理想的实验效果并且解释这些现象，我们从反应产物和反应条件两方面着手对浓硫酸与铜的反应做了一些探究。
二、实验验证实验仪器：铁架台、酒精灯、大试管、小试管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、温度计、导管与橡皮管若干；实验药品：铜丝、铜片、不同浓度的浓硫酸、品红溶液、蒸馏水。
（一）浓硫酸的浓度对反应的影响我们先来探究当铜片规格相同、硫酸过量时，浓硫酸浓度对实验的影响。
1．实验过程【实验1-1】取18.4mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：开始加热一会儿后产生气泡，在铜片表面有细小黑色颗粒状物质生成并进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液。
随着温度升高，直至沸腾，黑色颗粒状物质逐渐转变成细小灰白色颗粒状。
试管中出现大量白雾，品红溶液褪色。
停止加热静置，未反应的铜表面有黑色物质，试管底部沉淀的固体物质呈灰白色，试管中的液体呈灰绿色。
继续冷却试管时，溶液的颜色慢慢变浅。
将此无色溶液倒入废液缸中，向试管中残留的灰白色固体中加少量蒸馏水，所得溶液呈很浅的蓝色。
【实验1-2】取16mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：与【实验1-1】现象相似，但溶液中灰白色沉淀较少，溶液也呈浅蓝色。
冷却后溶液仍然为浅蓝色。
【实验1-3】取14mol/L浓硫酸3mL置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
铜和浓硫酸反应实验的探究
2018年第1期教育与装备研究卖验教学铜和浓硫酸反应实验的探究宋志贵摘要:针对中学化学教学中铜和浓硫酸反应实验出现的问题，通过文献和实验探究了影 响铜和浓硫酸反应实验现象的因素，在文献资料的指导下，对铜与浓硫酸反应从反应的温 度、硫酸的浓度、铜的用量、实验操作的方法等方面对反应进行了研究，得出了获得铜和浓 硫酸反应理想实验现象应注意的问题和实验的方法。
关键词：铜；浓硫酸；实验；温度；浓度;操作方法一、问题的提出浓硫酸和稀硫酸性质的不同，表现在浓硫 酸在加热的条件下能和铜发生反应。
中学化 学教材中通过铜和浓硫酸反应的实验来说明 浓硫酸的强氧化性以及反应生成的产物。
对 于铜和浓硫酸反应的实验，让学生认识浓硫 酸的强氧化性的最适宜的现象，就是反应过 程中溶液变为蓝色、品红溶液褪色。
但是按 照教材中的方法进行实验，出现的现象并不 是这样，这就给学生认识铜和浓硫酸反应造 成了困惑。
苏教版高中化学必修1中浓硫酸和铜反应 的实验方法为[1]:将一小块铜片放入试管中， 然后加入2m L 浓硫酸，用如图1所示的实验装 置进行实验，观察实验现象。
按照教材中的方法进行实验，我们观察到 的现象是:在对反应物加热的过程中，铜片首先 变为黑色，然后溶液先由无色变为浅蓝色;继续 加热，液体的蓝色消失，出现灰褐色或灰白色的 浑浊物，品红溶液褪色。
这样的实验现象对铜图1 铜和浓硫酸反应实验装置和浓硫酸反应的教学是不利的，让学生难以理 解，实验也不能突出课堂教学的重点。
实验能 不能避免出现对学生造成困惑的多余的现象? 教材中书写的化学方程式为:Cu + 2H2S04 (浓）j =CuS04+S02T +2H 20。
实验出现的现象 能否和教材书写的化学方程式相一致呢？我们 对此进行了研究。
二、铜和浓硫酸反应的实验研究(一）铜和浓硫酸反应的文献[2]文献资料表明，在不同的温度下，98%的浓 硫酸和金属铜发生的发应不同，产物复杂多样。
温度在543K 以上发生的反应主要为：宋志贵，江苏省徐州市第一中学，高级教师，江苏省特级教师。
6.3 铜与浓硫酸的反应探究(旧人教版必修1)
福建省尤溪县第一中学
洪大锋
教学内容
旧人教版版 必修一 第六章 第三节SO4、H2O 和SO2 【小组讨论2】 产物如何验证
SO2通过品红溶液褪色检验 Cu2+冷却、稀释、观察溶液颜色
【讨论结果】
【小组活动3】实验仪器及药品的准备
仪器：
药品：浓硫酸、铜丝、品红溶液，浸碱的棉团（防止
SO2污染空气）
【小组活动4】组装铜与浓硫酸的反应装置
【小组活动5】进行实验操作
江西铜业公司贵溪冶炼厂硫酸 车间利用炼铜时产生的二氧化 硫生产硫酸，变废为宝，化害 为利
问题
1、铜能与稀硫酸反应吗？为什么？
不行。因为在金属活动顺序中铜排在 氢后面。
2、铜能与浓硫酸反应吗？
学生实验探究： Cu与浓硫酸的反应
【小组讨论1】 反应条件、生成物分别是什么？
【讨论结果】 反应条件：加热或不加热
教学目标 ：
①了解我国硫酸工业目前的发展情况，理解学 科知识与生活实际的联系,用辩证方法看问题
②学生通过实验探究法掌握浓硫酸的强氧化 性，培养实验观察能力和对实验现象的分析 能力
教学重点和难点：
浓硫酸的强氧化性
信息资料：
硫酸作为重要的 基本化工原料，广泛 用于化工、轻工、纺 织、冶金、石油、医 药等行业。因此，硫 酸是化学工业生产的 “发动机” ，硫酸的 产量是衡量一个国家 工业发达程度的标志， 被誉为“现代工业之 母”。
△
酸的物质的量为 0.2
实验(铜+浓硫酸)
实验（铜与浓硫酸反应）(1)仔细观察铜与浓硫酸的反应，发现：开始给试管中的铜与浓硫酸加热，无现象。
反应是在有气泡产生，随之铜片表面变黑时开始的。
当大量气泡产生，体系达沸腾后，铜片表面的黑色物质不断脱落，并在沸腾的溶液中由大到小，铜片表面继续变黑。
停止加热，铜片上仍有黑色物质附着，试管底部有黑白相间的固体，溶液并无明显的蓝色。
(2)停止反应后，将铜片取出，用少许水洗涤。
可见洗液呈明显蓝色。
且铜片上黑色物质减少，但不能完全溶解。
(3)向(2)之黑色未溶物中加入氰化钾溶液，则全部溶解。
向此溶液中加入亚硝酰铁氰化钠，则溶液显紫色，示有S2-。
(4)取少量(1)中清液，加水稀释，无明显蓝色，加入浓氨水有[Cu(NH3)4]2+的蓝色出现。
用K4Fe(CN)6检验，有铜色Cu2Fe(CN)6沉淀生成，示有Cu2+。
(5)继续加热(1)试管中的浓硫酸及黑白相间物质，则固体物质有部分溶解现象。
将未溶物按前面的程序操作，结果相同。
(6)将铜与浓硫酸反应时的气体导出，使之通入碘酸钾溶液中，片刻后加CCl4并振荡，有单质碘的紫色出现，继续通气体，I2的紫色又褪去；将气体通入品红溶液中——品红褪色，示有SO2气体。
将余烬火柴放入气体中，偶尔有闪点出现，示有少量氧放出。
分析实验(2)可认为黑色物质部分溶于稀硫酸，即有Cu2O或CuO存在。
实验(3)可认为黑色物质是Cu2S或CuS。
实验(4)可知铜与浓硫酸的反应，体系中游离的Cu2+不多。
实验(1)(5)(6)可知铜与浓硫酸的反应中有单质硫、氧气、二氧化硫产生。
热力学分析用热力学分析以上现象则结论更可靠。
1．对于简单反应的热力学分析Cu与浓H2SO4的反应，如果有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S生成，则可能有下列反应发生：① Cu+H2SO4==CuO+SO2+H2O②2Cu+H2SO4==Cu2O+SO2+H2O2Cu+2H2SO4==2CuS+2H2O+3O2④4Cu+2H2SO4==2Cu2S+2H2O+3O2这四个反应的热力学计算结果，列于表1。
浓硫酸与铜反应的实验改进实验报告
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】石蕊试纸1片【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；【实验现象】1.加热浓硫酸时产生大量白雾，直形玻璃管处有水珠生成2.硬质玻璃管中品红试纸由红色变为无色，蓝色石蕊试纸变为红色3.加热结束之后具支试管内液体变为浅绿色，试管底部有灰色粉末状沉淀。
铜与浓硫酸实验最新- 高中化学人教版必修一-4
六、说实验过程及自我评价
1、组装好仪器并装入药品 开始实验。
观察铜丝及溶液颜色
现象： 铜丝表面有气泡
现象： 溶液变蓝
观察三处棉花反应前后颜色变化
浸高锰酸 钾棉花
浸品红 溶液棉
花
浸NaOH酚 酞棉花
验证了SO2的漂白性，酸性，还原性检验
加热复原验证二氧化硫漂白性的不稳定
2、说改进评价
1）改进的实验，操作简单，便于控制反 应，加快了反应速率，节约原料，同时一 次完成了SO2三个性质及漂白性的不稳定 性的检验。 2）尾气在全封闭空间内被吸收，消除了 尾气直接排放到教室内，减少了空气污染， 推动了绿色化学教育，进一步增强了实验 的安全性、可行性，值得推广。
3.实验药品：
铜丝、浓硫酸，酚酞溶液，酸性高锰酸钾溶液。
氢氧化钠溶液，棉花4、Fra bibliotek验创新方法SO2
原实验设计过于简单：只验证了SO2的漂 白性，没有处理尾气。
4、实验创新方法
SO2
改进的实验，操作简单，安全，现象明显，加快 了反应速率，增加了SO2的漂白性的不稳定性，酸 性还原性检验，密闭空间内完成了尾气处理。
性重要演示实验。
二、说学生
1、学生已具备的知识: 通过硫的氧化物学习和预习，了解了 浓硫酸的强氧化性，SO2的相关性质 2、学生已具备的能力： 具备了一定的观察分析类比能力
三、说实验目标
依据教学大纲、考试说明教材内容和学生的知 识水平、认知能力，确定本实验的目标如下： （1）知识与技能 通过实验探究推断生成产物，来体会浓硫酸的 强氧化性，同时验证了二氧化硫的漂白性（不 稳定性）酸性，还原性。 （2）过程与方法 通过对实验现象的观察，提高学生的观察能力、 思维、推导能力，培养化学学科素养。 （3）情感态度与价值观 进一步培养学生严谨规范实验习惯，渗透由现 象看本质，由特殊到一般以及内因和外因的辩 证关系。
高中化学探究课：探究铜与浓硫酸的反应
高中化学探究课：探究铜与浓硫酸的反应林绮玲汕头市第一中学一、背景人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书化学•必修①》第四章第四节中的实验4—8，演示铜与浓硫酸的反应实验时，依着实验步骤，将铜片加入浓硫酸中并加热之，结果看到有使品红溶液褪色的气体生成，但并没有看见蓝色的Cu2+出现，反而出现了黑色的固体颗粒，依照课本的反应方程式，产物应该是CuSO4、SO2、H2O，该黑色产物究竟是什么，引起了我们探究的兴趣。
二、目的和意义目的：探究铜与浓硫酸反应的产物。
意义：通过铜与浓硫酸反应产物的探究，增强对氧化还原反应、铜与硫酸反应的了解；通过对已知到未知，再从未知到已知，扩展学生的视野，养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。
三、教学模式问题发现—实验探究。
四、教学过程（一）准备阶段1．教师提出问题。
提前一节课，教师演示铜与浓硫酸的反应，要求学生观察实验现象，学生清楚地观察到有异常的黑色固体物质生成。
2．教师引导学生，该黑色固体物质究竟是什么？怎样检验？怎样才能避免黑色固体物质产生？怎样通过实验进行探究？教师点拨学生根据化学实验的目的、要求，运用有关的化学知识和基本的实验操作技能，对实验的仪器、药品、装置、步骤等进行设想和规划，要求各小组提出一个合理的实验方案。
3．学生成立课题小组。
班级分成2个大组，每组再细分为5个小组，各小组推选一名组长。
第一大组探究如何避免黑色固体物质产生；第二大组探究温度与反应产物的关系及黑色固体物质的成分。
4．学生设计探究实验方案。
由各组长主持，学生课余分小组讨论，查阅资料、设计方案。
其方案包括研究的问题、对所研究的问题提出的假设、实验研究计划（包括实验目的、实验原理、实验用品、实验装置、实验步骤和研究方法、小组成员分工情况等内容）。
学生撰写实验方案：由各组长收集、整理、归纳、总结实验方案。
5．实验材料准备。
开放实验室。
请实验室的老师协助，学生根据自己制定的实验研究计划，自主准备实验材料。
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反应条件、生成物分别是什么？
反应条件：加热 产物： CuSO4、H2O 和SO2
产物如何验证
SO2通过品红溶液褪色检验
Cu2+冷却、稀释、观察溶液颜色
实验仪器及药品的准备
仪器：
药品：浓硫酸、铜丝、品红溶液，浸碱的棉团（防止
SO2污染空气）
【小组活动4】组装铜与浓硫酸的反应装置
(1)在反应中，氧化剂：浓H2SO4；还原剂：Cu；浓 硫
酸表现出酸性和氧化性 （2）参加反应的浓硫酸只有一半被还原
说明：在加热条件下，浓H2SO4能与绝大多数（除金、 铂外）金属反应。金属被氧化成最高价态，而浓硫酸 被还原成SO2，反应中无H2。
思维拓展
（1）浓硫酸与铜反应制取二氧化硫时，随 着反应的进行，硫酸浓度变小。过一段时 间后，反应怎样变化？
2、实验中 容易发生品 红溶液倒吸
1、3检、查实气验密产性生的 后二还氧得化拆硫开排装空，
置污加染浓环硫境酸
三、设计思路
▲针能不对否拆以在上检开不 查装足 气， 密置我 性加一 后直 ，浓在 不硫思 拆考开酸：装置
加药品呢？
导▲管于：防是不止，仅我能品想通红到过了导溶在管液试加管浓倒中硫吸增酸加，一而根且
同时，导管与大气连通防止倒吸，反 应后再次鼓入空气，赶出装置中的二氧化 硫，消除污染。充分发挥了导管的作用。
求：（1）参加反应的锌的质量 （2）气体中各组分的体积比
铜与浓硫酸创新实验
一、本实验在高中化学中的地位
在高中化学中，这是一个非常重要 的实验。
做好本实验，能让学生认识浓硫酸 的强氧化性，证明不活泼金属同样可以 与酸反应，加深对氧化还原反应的理解。
二、原教材实验的不足
这是高中化学必修Ⅰ第101页，原实 验装置图，该实验存在以下三个不足。
第四步 停止加热，将铜丝上提。空气从导 管进入试管，可防止品红溶液倒吸。
第五步 用洗耳球从导管鼓入大量空气，排 出装置中的SO2，并冷却试管。
第六步 试管冷却后倒出上层溶液，再加水 振荡，可看到硫酸铜溶液的蓝色。
Cu
+2H2SO4
(浓)
==
△
CuSO4+SO2
+2H2O
六、实验评价
本实验最大的创新有两点：一是用洗 耳球鼓入空气检查气密性，革新了检查气 密性的方法；二是从导管注入浓硫酸，很 好的解决了拆开装置加药品的麻烦。
能从导管鼓入空气检查气密性。
防▲止同品消时红除，溶导液二管倒氧与吸大。化气硫连通污，染恰好可以
最后，还能从导管鼓入空气，赶出 装置中的二氧化硫，消除污染。
四、实验创新和改进
五、实验过程
第一步 连接装置，从导管鼓入空气，检查 装置的气密性。
第二步 用移液管从导管注入浓硫酸。
第三步 先预热试管, 然后集中加热试管底 部，直到品红溶液褪色。
（2）当锌与浓硫酸反应时，反应怎么发生？过 一段时间后，反应怎样变化？
巩固练习
△
在反应Cu+2H2SO4（浓）== CuSO4+SO2↑+2H2O 中如有0.4mol硫酸参加反应，则被还原的硫 酸的物质的量为 0.2 mol。
巩固练习
将一定质量Zn与200ml、 18.5mol/L浓H2SO4充分 反应，Zn完全溶解，同时生成标况下的气体33.6L，将 反应后的溶液稀释至1L，测得溶液中 C(H + )=0.1 气密性 第二步：按图所示，添加药品。观察铜 丝在浓硫
酸中的现象 第三步：点燃酒精灯，分别观察两试管中的现象
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【问题探究】该实验总在的缺陷有哪些，如何该进
实验总结： 浓硫酸强氧化性
Cu+2H2SO4（浓 ）== CuSO4+SO2↑+ 2H2O