铜与浓硫酸反应异常现象的分析
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。
铜与浓硫酸反应实验改进
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铜与浓硫酸反应实验改进
[原实验的缺点]实验中容易倒吸、反应进程难控制、拆卸装置时产生污染。
[改进后的实验装置](见下图)
[实验操作]连接好装置，检验气密性，加入相应的试剂。
第一步，加热试管A直到试管B中品红完全褪色。
第二步，熄灭酒精灯后，a管中空气进入试管A中，可防止试管B中溶液倒吸。
第三步，将Cu丝上提离开液面。
第四步，用洗耳球从a管口向试管A中大量鼓气，以排尽A中的SO2气体。
第五步，取出铜丝，浸入稀硫酸中，铜丝表面的黑色固体溶解，溶液变为蓝色，即Cu丝与浓硫酸共热时被氧化为CuO；再取出试管底部的白色固体放入盛有水的烧杯中，溶液变为蓝色，证明白色固体是无水硫酸铜。
由此可推断出铜与浓硫酸反应方程式为：
Cu + H2SO4(浓) = CuO+SO2↑+H2O （加热）
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
[装置优点]①插入的导管a完全防止了倒吸；②换班实验时不会产生污染；③思考性、推理性强，有利于培养学习兴趣。
铜与浓硫酸反应的实验改进PPT高中化学精选教学课件 人民版
四、实验仪器及药品
铜 与 浓 硫 酸 反 应 的 实 验 改 进 • 具支试管（3支）、 橡皮塞（4个）、胶 头滴管、铁架台（带 铁夹，3个）、酒精 灯、干燥管、烧杯、 火柴、双面胶、洗耳 球、止水夹。 • 浓硫酸、铜丝、品红 溶液、澄清石灰水、 蒸馏水、氢氧化钠溶 液、蓝色石蕊试纸。
五、实验步骤
六、实验现象
铜 与 浓 硫 酸 反 应 的 实 验 改 进
• ②乙试管中品红溶 液逐渐褪色，最后 呈无色，导管上的 蓝色石蕊试纸变红；
铜 与 浓 硫 酸 反 应 的 实 验 改 进
• ③丙试管中澄清石 灰水变浑浊； • ④乙试管中褪色后 的品红溶液经加热 又变成红色，丙试 管中石灰水又变澄 清。
最近，我在网络上看到一条 新闻， 一位中 学女生 的试卷 被同桌 偷看， 事后， 班主任 老师不 分青红 皂白， 当着全 班同学 的面严 厉批评 她考试 作弊， 这位女 生原本 就患有 轻微的 自闭症 ，听到 班主任 老师对 她的无 端指责 ，她又 羞又愤 ，感觉 比窦娥 还冤， 当即冲 出教室 ，从五 楼纵身 跳下， 一位花 季少女 瞬间命 “你愿意跟着我吗？工资比你现 在起码 高出十 倍。” “我愿意。” “来帮我管理分公司吧？” “好的。” 但是后来何成并没有留下安木， 他对何 成说： “你还 是继续 画你的 画吧。 ” “怎么了，何总。” “因为你留在我身边并不会走的 太远。 ” 安木疑惑。
色。④拆除装置时放出的SO2气体，污染环境。
三、改进方法
铜 与 浓 硫 酸 反 应 的 实 验 改 进 • 1、发生装置中插入 的导管防止了倒吸， 且便于拆除装置前 用洗耳球鼓入空气， 排尽装置中SO2气体， 使SO2全部被氢氧化 钠溶液吸收。 • 2、将98%的浓硫酸 改成稍稀浓硫酸(约 5:1)较之浓硫酸含较 多的水，使生成的 硫酸铜部分溶于水， 因此可直接观察到 溶液变蓝色。
浓硫酸和铜加热反应失败的原因
浓硫酸和铜加热反应失败的原因一、背景介绍浓硫酸和铜加热反应是一种常见的化学实验，其反应方程式为Cu +2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O。
该反应可以用于制备硫酸铜，也可以用于检验硝酸的存在。
然而，在实际操作中，有时会出现反应失败的情况，即加热后没有观察到产物生成或者产物生成量很少。
本文将探讨浓硫酸和铜加热反应失败的原因。
二、可能的原因1. 铜表面被氧化层包裹。
在空气中，铜表面会形成一层氧化层，这层氧化层可以保护铜不被进一步氧化。
然而，在实验室中使用的铜可能已经长时间暴露在空气中，导致表面形成了较厚的氧化层。
这样一来，在加热时，浓硫酸难以与铜表面接触到并发生反应，从而导致反应失败。
2. 硫酸质量不足。
在实际操作中，可能会出现用量计算错误或者称量不准确等问题，导致所加入的浓硫酸质量不足。
这样一来，反应物的浓度不够，反应速率变慢，从而导致反应失败。
3. 反应温度过低。
浓硫酸和铜加热反应是一个放热反应，需要一定的温度才能使反应开始。
如果加热温度过低，不足以提供足够的能量给反应物分子激发，就无法使其达到活化能，并且不能形成产物。
4. 反应时间过短。
在实验中，可能会出现加热时间设置不当等问题，导致反应时间过短。
这样一来，即使在适当的温度下进行了加热，在没有足够的时间内完成反应也会导致产物生成量很少或者没有产生。
三、解决方法1. 铜表面清洁。
可以使用金属抛光剂或者酸洗等方法将铜表面的氧化层去除干净，在实验中再进行操作。
2. 浓硫酸用量计算准确。
在实验前可以仔细计算所需用量，并严格按计算结果称取浓硫酸。
3. 加热温度适当。
可以根据实验室设备和实验要求，选择合适的加热温度进行操作。
一般来说，反应开始后可以逐渐升高温度。
4. 加热时间充足。
在实验中需要设置合适的加热时间，确保反应有足够的时间进行。
四、注意事项1. 在操作前需要仔细阅读实验指导书，并遵守实验室安全规定。
2. 在进行浓硫酸和铜加热反应时，需要注意避免产生有毒气体二氧化硫的泄漏和吸入。
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。
铜与浓硫酸反应实验的分析及对策
一
Ｃ ＋ ＨＳ ４Ｃ Ｓ ４Ｓ ２ ２ ２ ｕ ２ ： ＝ ｕ０ ＋ Ｏ Ｈ ０ Ｏ Ｔ＋ ｃ ２＋ ＨＳ ４ｃ ｓ ４Ｃ Ｓ Ｓ ２ ＋ Ｈ０ ｕＳ ２ ２Ｏ＝ ｕ Ｏ＋ ｕ ＋ Ｏ ２ ２ ｔ
氢氧 化钠
溶 液
铜 片
现 象 （ ） 热 初 期 ， 度 不 高 ， 硫 酸 的 氧 化 性 不 １加 温 浓
够 ， 铜失去 １ 电子 形成亚 铜离子 ， ｃ ２ 使 个 而 ｕ Ｓ的溶 度积
又特别小 ， 易形成 ， 以发生如下反应 ： 所 通过三种版本 的实验装 置图 的对 比 ． 我们可 以直 观
２ ０ 年苏教 版《 ０９ 化学 １ ： 》
片消失 ， 试管底部灰 白色的 固体增 多。 （） ４ 如反应完全后 ， 冷却 静置 ， 把上层清 夜倒入盛有
少 量水 的另一 支试管 ， 溶液为无 色 。 向原试 管 中加水 ． 再
浓硫酸
溶液为蓝色 ． 而底部仍有黑 色物质存在
现象解释 ：
５ ＋ Ｈｚ ＝ ： ＋３ Ｓ０４－ ０ Ｃｕ ４ ＳＯ４ ＣｕＳ Ｃｕ ４ ４Ｈ２
发现对 于这个 实验 的设计是越来越 合理 了 １９ ９ ５年人教 版它是 一个开放式 的实验 。当进行演示实验 的时候 ． 整 个教 室都 可 Ｉ 闻到 刺激性气 味 ． 三 ｆ 特别是前 面的学生和老 师更是 “ 占尽便宜 ” 。二氧化硫是一 种有毒 的气体 ． 实验
二、 实验现象的异 常及分析
铜与浓硫酸反应 的实验 ， 可操作性 强、 现象 明显 ， 成 为各版本教材 的必选实验 ． 不 同版本 对此实验 的设计 但 又有 所不同
铜与浓硫酸反应的实验改进
铜与浓硫酸反应的实验改进发布时间：2022-09-04T17:24:04.503Z 来源：《中小学教育》2022年8月3期作者：张月闫红敏[导读] 铜和浓硫酸共热的化学反应因二者的质量差异，在化学反应时的最后表现也有所不同。
当浓硫酸太多时，表现在：铜表面开始黯化，并产生黑色浊液。
铜在全部化学反应完毕后，在低温下静置，灰白色的物质就会沉淀在试管底部，得到的溶液显浅蓝色。
在化学反应中还伴有大量白烟，或有浅黄色物凝结于管壁。
若铜过剩，则最后得灰白色固体产物。
表明铜和浓硫酸共热的化学反应是非常复杂的，而且化学反应后得到的溶液颜色随温度改变而发生变化。
所以进行铜和浓硫酸化学反应的实验改进是非常有必要的。
张月闫红敏汝州市实验中学河南汝州 467500【摘要】铜和浓硫酸共热的化学反应因二者的质量差异，在化学反应时的最后表现也有所不同。
当浓硫酸太多时，表现在：铜表面开始黯化，并产生黑色浊液。
铜在全部化学反应完毕后，在低温下静置，灰白色的物质就会沉淀在试管底部，得到的溶液显浅蓝色。
在化学反应中还伴有大量白烟，或有浅黄色物凝结于管壁。
若铜过剩，则最后得灰白色固体产物。
表明铜和浓硫酸共热的化学反应是非常复杂的，而且化学反应后得到的溶液颜色随温度改变而发生变化。
所以进行铜和浓硫酸化学反应的实验改进是非常有必要的。
【关键词】铜；浓硫酸；实验中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2022）8-107-01引言：铜和浓硫酸的反应在不同条件下有所差异。
根据改进思路，改进实验所得到的创新之处表现在：反应易于控制，节省了非正常实验的时间，并且反应后的二氧化硫会被充分吸收，避免了环境污染，培养了学生的环保意识，实现了化学实验绿色化、零排放的要求，符合绿色化学的要求。
整体实验科学，并且更富有趣味性、思考性，能引发学生们的浓厚探究欲，后经理论分析和实验阐述了铜和浓硫酸的性质。
一、实验现象（1）当浓硫酸过量时。
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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
精灯，加热硬质玻璃管，观察试纸颜色的变化；
学生认真观察实验现象，
环节五：课堂小结
根据同学们观察的实验现象，解释产生这些现象的原因：是因为产生了下列的副反应:
5Cu+4H2SO4（浓）= △ == 3CuSO4+Cu2S+4H2O
Cu2S +2H2SO4（浓） = △ == CuSO4+CuS+ SO2↑+ 2H2O
CuS +2H2SO4（浓） = △ == CuSO4+ SO2↑+S+ 2H2O
S +2H2SO4（浓） = △ == 3 SO2↑+ 2H2O
环节六：教学反思
本次实验需要用到的浓硫酸是有强腐蚀性的物质，对浓硫酸的取用和存放都应该注意。
二氧化硫对空气和人体都是有害的，所以装置的检漏和尾气处理必不可少。
控制反应温度，温度不宜过高，用小火加热。