范文一：铜和浓硫酸的探究反应

铜和浓硫酸反应实验的探究

新桥中学 生化组 王亦舟

一、 课题的提出

本个案是老教材高一化学第五章第四节硫酸 [实验 5— 11],如不掌握好反应条 件,就得不到好的效果。经过反复实验,认为的铜的大小,反应温度和硫酸的浓度 对此实验影响极大。

选择“铜和浓硫酸反应实验的探究”为课题,一是因为铜是学生很熟悉的金属; 二是浓硫酸的特性学生也很熟悉,氧化还原反应学生有一定的基础,对浓硫酸应用 也比较熟悉,所以课的设计可以通过已知到未知,再从未知到已知的途径拓展学生 的视野,培养探究自然科学的方法。在教学形式上,至始至终让学生围绕课题积极 思维,老师的作用是创设情境,是学生活动的指导者和组织者,并适时进行点拨、 引导。

二、设计思路

1、反应机理

铜与硫酸反应的机理应为先成 Cu 2S 、 CuS 的中间物质,他们进而与浓硫酸作用 转化为 CuSO 4,并放出 SO 2。认为黑色物质为氧化铜的看法是也符合实际的。因为 CuO 为碱性物质,可能在浓硫酸中长期存在。

铜与浓硫酸之间的反映主要有:

a 、 Cu+2H2SO 4(浓 CuO+SO2 ↑ +2H2O

Cu+2H2SO 4CuSO 4+ SO2 ↑ +2H2O

b 、 5Cu+H2SO 4Cu 2S+ 3CuSO4+4H2O

c 、 Cu 2S +H2SO 4CuS+ CuSO4+2H2O

d 、 CuS +2H2SO 4S ↓ + CuSO4+ SO2 ↑ +2H2O

2、设计不同浓度硫酸与相同质量铜片反应

3、设计不同表面积铜片与相同浓度硫酸反应

4、设计表面积相同铜片与相同浓度硫酸在不同温度下的反应情况

5、设计实验步骤、现象及推论。

三、探究活动

1、硫酸的浓度

将适量的 18mol/L浓硫酸加到定量蒸馏水中、稀释成下列浓度的硫酸溶液: 12、 14、 15、 17、 18mol/L分装在五支试管中,分别投入少量的小铜片,依次在 酒精灯上加热至沸腾。

实验结果表明:在加热条件下铜与小于 14mol/L的硫酸不反应。与浓度为 15mol/L 以上的硫酸共热产生黑色物质和无色刺激性气体。于 17mol/L的硫酸反 应速度最快,而与 18mol/L的硫酸反应速度缓慢。原因呢?这是由于铜与大浓度 的硫酸(18mol/L)作用生成黑色物质,浓硫酸易与黑色物质作用,使它表面形 成较密的薄膜,使黑色物质在很大的温度范围内一直存在。

因此采用 16 mol/L— 17mol/L的硫酸溶液进行此实验为最佳。

2、铜片的大小

分别往蒸馏烧瓶中投入表面积大小不同的铜片到 30ml 的 17mol/L硫酸溶液中。 加热使之反应

实验结果表明:

分析原因:这是由于表面积越大,产生 Cu 2S 加剧,生成 SO 2所需温度较高, 反应速度较慢。但也不能太小,更不宜用铜粉与硫酸进行此实验。有铜粉悬浮在 硫酸表面,影响硫酸铜的观察。所以采用 0.25 cm2,厚 1.5 cm2铜片最为适宜。 3、反应的温度

取表面积为 0.25 cm2, 厚 1.5 cm2的铜片与 17mol/L的硫酸加热至 140℃左右, 有黑色物质产生,继续升温至 170℃左右有 SO 2气体产生,反应较剧烈。而当温 度较高时(250℃以上)反应变慢,实验结果表明,在较低温度下,铜与硫酸先

生成黑色物质 Cu 2S , 进而提高温度后, 生成的黑色物质为 Cu 2S 和 CuSO 4、 SO 2。 在较高温度下有白色沉淀(无水 CuSO 4)出现,使反应受到抑制。可见,反应是 温度控制在 170℃至 200℃之间生成 CuSO 4、 SO 2和 H 2O 现象较明显。

4、实验步骤、现象和推论

5、实验现象讨论

Ⅰ 、课本中未提及现象①和④,但此现象确实存在。加热后的试管内铜片变黑,有大 量灰白色沉淀生成,出现现象的原因是:

(1)灰黑色物质中可能含有 CuO 、 Cu 2S 、 CuS 。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 Cu 2+的物质生成。又因为 CuS 、 Cu 2S 都不与浓盐酸 反应。故推断黑色物质为 CuO 。

(2) CuO 能较长时间存在于冷或热 H 2SO 4中, 因为在常温时浓 H 2SO 4中水很少, 且 形成 H 2SO 4水合分子,很难电离出 H +,故 CuO 消失得很慢,在加热时, H 2SO 4水合 分子发生解离生成少量的自由分子, 使 H 2SO 4电离出比较多的 H +, 浓 H 2SO 4和 CuO 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 H 2SO 4结合成 H 2SO 4水合分子,溶液颜色逐渐变浅,在实验中,溶液是浓 H 2SO 4(实验现 象③可说明,故 CuO 可较长时间存在。参考文献也说明 CuO 可存在于 57.5% H2SO 4中。以上讨论,说明这个反应的过程中有 CuO 生成,并能存在于较浓的 H 2SO 4中。

Ⅱ 、课本中也没提到现象②,有人在做实验时也观察到此现象:

往试管中加 1— 2片铜片和 2ml 浓 H 2SO 4,用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热, 将一湿润的蓝色石蕊试纸悬于试管中,试纸变红色。当试管里的铜片逐渐减小,同 时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 CuSO 4和 CuSO 4? 5H 2O 混合物。

综上所述,浓硫酸和 Cu 在加热时能发生反应,生成 CuO 和 SO 2,

然后 CuO 与 H 2SO 4反应生成 CuSO 4,且一部分 CuO 能较长时间存在。随着反应的 进行 (H 2SO 4的消耗和水的生成) H 2SO 4的浓度变小, CuSO 4可转化成 CuSO 4? 5H 2O , 要明显的看到蓝色溶液,必须加入足量的水。

四、交流反思

1.活动交流

通过这个课题研究,你有哪些收获?

通过实验证明,浓硫酸具有强氧化性。

铜与浓硫酸反应应该装尾气吸收装置,减少对环境污染。

2.课题拓展

从此次研究中,我们感到证明铜与浓硫酸反应,也可以引深入铜与浓硫酸反应 产物的探讨。 如果进行工业尾气中 SO 2、 NO 2的处理研究, 可使原课题的深度和广度 得以拓展,不失为一个继续研究的课题。

3.实验探究的反思

通过课堂实验的探究,从不同的角度来思考问题,这样既激发了学生的兴趣, 调动了学生的学习积极性,又实现了实验创新与动手能力齐驾并驱,相得益彰的有 机结合,使不同的学生尽其能,显其志,学会科学思维的方法,养成科学思维的习 惯。

探究能力的培养最显著的特点就是它的开放性、实践性和自主性,而学生实验是 日常教学中学生进行自主探究的主舞台,是经验积累和知识应用的重要阵地。如果 我们不失时机地把一些课堂演示实验和学生的分组实验结合成学生探究实验,这样

既便于学生从实验中获得知识又能激发学生的学习兴趣,并且还能养成严谨的科学 思维。

[点评 ]

化学实验探究课,对学生进行探究学习是有益的。

铜和浓硫酸反应实验的探究过程中, 学生可根据问题和任务, 运用必要的资料、 仪器和药品,以小组为单位自主地进行实验设计、实验操作、观察实验现象和实验 结论的分析、表达与交流。这种活动方式突出了学生主动参与、自主实验、合作交 流的特点,是在教师的指导下,学生自己主动地获取化学知识的过程。这对于提高 学生发现问题和解决问题的能力,收集、分析和利用消息的能力,实践和创新能力 等,都能起到很好的促进作用。 “铜和浓硫酸反应实验的探究过程”这节课在这方面 进行了有益的尝试。

徐建春

范文二：苯和浓硫酸浓硝酸.doc

苯和浓硫酸浓硝酸

C6H6+HNO3?C6H5NO2+H2O ;件浓浓硫酸,条

乙醇的催化化的方程式 氧

2CH3CH2OH+O2?2CH3CHO+2H2O;件浓催化浓,;浓是浓方程式, 条

乙酸和化浓 氧

2CH3COOH+CaO?(CH3CH2,2Ca+H2O

乙浓化浓乙酸 氧

2CH3CHO+O2?2CH3COOH(件浓催化浓或加,条温

浓浓是指含有C=C浓的浓化合物。于不浓和浓。浓浓分子通式浓碳属CnH2n～非性分子～不溶或微溶于水。容易浓生加成、聚合、化反浓等。 极氧

乙浓的物理性浓

通常情下～无色稍有味的～密度略小比空～浓溶于水～易溶于四浓化等有机溶浓。 况气气体气碳

1) 化反浓, 氧

?常下易被化浓化。如乙浓通入酸性温极氧氧将KMnO4溶液～溶液的紫色褪去～由此可用浓浓乙浓。

?易燃浓～放出浓量～燃浓浓火焰明亮～浓生黑烟。 并并

2) 加成反浓,有机物分子中浓双(或三浓)端的原子其他原子或原子浓直接浓合生成新的化合物的反浓。 两碳与

3) 聚合反浓,

2.乙浓的浓浓室制法

(1)反浓原理,CH3CH2OH===CH2=CH2?+H2O ;件浓加浓～浓条H2SO4,

(2)浓生置,浓用“液液加浓制”的反浓置。 装气体装

(3)收集方法,排水集法。 气

(4)注意事浓,

?反浓液中乙醇浓硫酸的浓比浓与体13?。

?在浓底浓中加少量碎瓷片～目的是防止反浓混合物在受浓浓暴沸。 瓶

?度浓水浓球浓在液面下～以准浓定反浓液度。加浓浓要使度迅速提高到温插确温温170?～以少乙浓生成的机。 减会

?在制取乙浓的反浓中～浓硫酸不但是催化浓、吸水浓～也是化浓～在反浓浓程中易乙醇化～最后生成氧将氧CO2、CO、C等(因此浓管中液浓黑体)～而硫酸本身被浓原

成SO2。SO2能使浓水或KMnO4溶液褪色。因此～在做乙浓的性浓浓浓前～可以通浓将气体NaOH溶液以洗浓除去SO2～得到浓浓浓的乙浓。

乙又浓石。浓浓式炔称气构HC?CH～是最浓浓的浓。化式炔学C2H2

分子浓,分子浓直浓形的非性分子。 构极

无色、无味、易燃的～微溶于水～易溶于乙醇、丙浓等有机溶浓。 气体

化性浓活浓～能起加成、化、聚合及金取代等反浓。 学很氧属

能使高浓酸浓溶液的紫色褪去。

乙的浓浓室制法,炔CaC2+2H2O?Ca(OH)2+C2H2?

化性浓, 学

;1,化反浓, 氧

a,可燃性,2C2H2+5O2 ? 4CO2+2H2O

浓象,火焰明亮、浓浓烟 。 b,被KMnO4化,能使紫色酸性高浓酸浓溶液褪色。 氧

;2,加成反浓,可以跟Br2、H2、HX等多浓物浓浓生加成反浓。

浓象,浓水褪色或Br2的CCl4溶液褪色

与H2的加成

CH?CH+H2 ? CH2,CH2

与H2的加成

两步反浓,C2H2+H2?C2H4

C2H2+2H2?C2H6 ;件浓催化浓, 条

浓乙浓用于制聚浓乙浓

C2H2+HCl?C2H3Cl nCH2=CHCl?=-[-CH2-CHCl-]n- ;件浓催化浓, 条

;3,由于乙乙浓都是不浓和浓～所以化性浓基本相似。金取代反浓,乙通入溶有金浓的液里有浓放出。乙浓溶液反浓～浓生白色乙浓浓淀炔与学属将炔属氨气炔与氨炔沉.

1、 浓化浓,官能浓～浓原子

在的溶液中浓生“水解反浓”～生成醇 碱

在的醇溶液中浓生“消去反浓”～得到不浓和浓 碱

2、 醇,官能浓～醇浓基

能浓反浓～浓生浓 与气

能浓生消去得到不浓和浓;浓基相浓的直接相浓的原子上如果有浓原子～不能浓生消去, 与碳碳没

能浓酸浓生浓化反浓 与

能被催化化成浓;伯醇化成浓～仲醇化成浓～叔醇不能被催化化, 氧氧氧氧

3、 浓,官能浓～浓基

能浓浓溶液浓生浓浓反浓 与氨

能新制的浓化浓溶液反浓生成浓色淀 与氧沉

能被化成浓酸 氧

能被加浓浓原成醇

4、 ～官能浓～浓基 酚酚

具有酸性

能浓反浓得到浓 气

酚苯苯酚苯浓基使浓性浓更活浓～浓上易浓生取代～浓基在浓上是浓浓位定位基

能浓酸浓生浓化 与

5、 浓酸～官能浓～浓基

具有酸性;一般酸性强于酸, 碳

能浓反浓得到浓 与气

不能被浓原成浓;注意是“不能”,

能醇浓生浓化反浓 与

6、 浓～官能浓～浓基

能浓生水解得到酸和醇

范文三：关于铜和浓硫酸反应的再探究

　　摘要：在做铜片和浓硫酸反应的课堂演示实验的过程中，总会出现铜片先变黑然后溶液黑浑的现象，而出现的浅蓝绿色溶液的时间又非常短暂。这不仅影响了对蓝色溶液的观察，而且干扰了学生对书本中该反应原理的理解。文章提出了以下几个问题：1.铜片表面一开始的黑色物质以及后来溶液中的黑浑物质到底是什么？能不能避免？2.能不能让学生在加热过程中始终都能看到明显的蓝色溶液？

　　关键词：铜；浓硫酸；再探究；黑浑；蓝绿色；硫化铜；硫化亚铜

　　文章编号：1008-0546（2013）10-0076-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

　　一、 问题的提出

　　在高一化学中讲到浓硫酸的强氧化性时，我们会做铜片和浓硫酸反应的课堂演示实验。

　　关于如何做该实验，《普通高中课程标准实验教科书?化学1（必修）》P92有如下叙述：“将一小块铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，用图示装置进行实验（将产生的气体通入盛有少量品红溶液的试管中，尾气用氢氧化钠溶液吸收），观察实验现象。”该实验药品取量符合节约原则，并且做该实验时产生的气体量也能使约2mL的品红溶液褪色。但实验过程中总会出现铜片先变黑然后溶液黑浑的现象，实验过程中出现的浅蓝绿色溶液的时间只有5到6秒钟，严重干扰了对蓝色溶液的观察。教师在讲实验原理时给出书本的方程式：Cu + 2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2↑+ 2H2O，对于出现的黑混现象，教师也常常会补充：这是由于产生了副反应，具体过程不要求掌握。但这样的呈现和解释对学生而言就显得过于牵强了，因为铜片变黑以及出现黑浑的现象非常明显，反倒是加热过程中出现的浅蓝绿色非常短暂，即使静止后也只能得到非常浅的蓝绿色溶液，学生多数会认为出现的黑浑现象才是主反应，学生常常就这样带着疑惑结束了该知识点的学习。

　　作为教师我们有责任去思考并弄清楚以下几个问题：1. 铜片表面一开始的黑色物质以及后来溶液中的黑浑物质到底是什么？能不能避免？2. 能不能让学生在加热过程中始终都能看到明显的蓝色溶液？笔者拟从这两点出发做粗略探究，以期与同行交流讨论。

　　二、 黑色物质的探究

　　已有的理论阐述：

　　1. [1]铜和浓硫酸作用主反应为：（1）Cu + H2SO4（浓） CuO + SO2↑+ H2O，（2）CuO+ H2SO4（浓） CuSO4 + H2O，上两式相加，总反应为：Cu + 2H2SO4（浓）CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 。但是伴随着主反应的进行，还有一系列的副反应发生：4Cu +SO2Cu2S + 2CuO，Cu2S + H2SO4（浓）Cu2SO4 + H2S↑，H2S+ H2SO4（浓）SO2 + S + 2H2O ，S+ 2H2SO4（浓） 2H2O + 3SO2↑，Cu2SO4 + 2H2SO4（浓）2CuSO4 +SO2↑ + 2H2O。

　　2. [2]铜与浓硫酸在加热条件下反应时，常生成黑色沉淀，有时会影响到蓝色溶液的观察。这往往是由于铜过量或浓硫酸浓度不够造成的。除了教材上介绍的反应外，加热过程中往往还出现下列反应：5Cu + 4H2SO4（浓）3CuSO4 + Cu2S↓+ 4H2O ，Cu2S+ 2H2SO4（浓）CuSO4 + CuS↓+SO2↑+ 2H2O ，CuS+2H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+ S↓+ 2H2O ，由于Cu2S和CuS都是黑色，因而铜片表面和溶液中会产生黑色颗粒。

　　从上述两类解释可知，对于出现的黑色物质的主要成分有一些分歧。笔者的验证思路：首先从质量守恒中元素种类不变的角度出发猜测黑色物质的可能范围，经查阅资料发现CuO、CuS、Cu2S、Cu2SO4的颜色均为灰黑色系列。其次分别查找这四种物质的性质，以期能找到区分它们的实验方法。下表物质性质经由网络化工引擎http：//www.chemyq.com/xz.htm和百度百科http：//baike.baidu.com/view/1339650.htm综合查得：

　　由上表可见：先用水洗涤黑色固体看是否溶解就能轻易分辨出是否为Cu2SO4；如果不溶于水就用稀盐酸（加热）将CuO、CuS 与Cu2S区分开来；如果溶解于稀盐酸（加热）则可通过实验过程中有无臭鸡蛋气味气体放出细分出CuO 与CuS；如果不溶于稀盐酸（加热）则还可以通过浓氨水来辅助对Cu2S的确认。

　　3. 具体实验和结果汇总

　　说明：以下实验所用小铜片约为0.6cm×0.5cm，约0.07g，中铜片约为1cm×1.1cm，约0.33g，浓硫酸为新开封，稀盐酸为浓盐酸与水1∶2 体积比配制，大试管容积约为45～50mL。。

　　笔者为了排除实验中偶然因素的影响，多次重复了上述实验，所得现象基本相似。由此初步得出：黑色物质在不同阶段有不同的组成――铜片表面刚变黑时该黑色物质主要为CuS，而如果后期溶液中出现的大量黑浑物质主要是Cu2S。

　　三、 实验改进的尝试

　　从课堂演示实验的可见性和目的引导性出发，笔者认为对该实验改进的方向应该是：能使学生在整个实验过程中较长时间地观察到清晰的蓝色溶液的现象，尽可能减少黑浑现象的干扰。

　　1. 能否让铜片表面不变黑？

　　铜片表面在反应开始时出现的黑色物质是希望避开的，因为这会干扰学生对书本给出的方程式的理解。笔者初步怀疑是温度上升过快过高导致，为此进行了如下尝试：

　　2. 如何能减少溶液黑浑现象的干扰？即让加热过程中蓝绿色溶液的现象清晰和延长？笔者从铜片和浓硫酸的配比上做了如下实验尝试：

　　四、 实验小结

　　笔者在现有中学化学实验条件下通过对浓硫酸和铜片反应的再探究，只能得出一些较为粗糙的初步结论：①铜片表面要产生明显气泡，则其表面变黑难以避免。但调整好浓硫酸的用量，不仅可以使溶液始终呈现蓝绿色，而且还能避免黑浑现象。②出现的黑色物质的主要成分呈阶段性：即铜片表面初期变黑时的黑色物质主要为CuS。而当铜片较多浓硫酸较少时，后期溶液中出现的黑浑物质主要为Cu2S。限于实验条件和本人研究水平，文中有些操作和观点尚有欠缺，希望同行能批评指正。

　　参考文献

　　[1] 黄佩丽编. 无机元素化学实验现象剖析[M]. 北京：北京师范大学出版社，1990.4：93

　　[2] 王祖浩，吴星主编. 高中化学教学参考书 化学1（必修）[M]. 南京：江苏教育出版社，2007.6：92

范文四：铜和浓硫酸反应实验的探究与分析

2012年第6期

SHIYANJIAOXUEYUYIQI

实验教学研究

韩玉桂杨德平

甘肃省古浪县第一中学（733100）甘肃省古浪县教育局（733100）

对比实验：纯Cu2S中加入浓氨水。

现象：黑色沉淀溶解，溶液变为深蓝色。结论：黑色沉淀中有Cu2S存在。二、实验现象分析

在做浓硫酸与铜反应演示实验时，我们常常遇到这样的现象，即在实验过程中看不到溶液变蓝色，试管底部出现黑色和灰白色沉淀，无法向学生解释，形成比较尴尬的场面，只能草草结束。为了弄清实验事实，笔者进行了探究实验。

一、实验步骤

1．反应完毕后所得溶液放置颜色变浅的原因：与Cu2+和H2O的络合作用及硫酸的吸水性有关。当

溶液温度升高时，水合硫酸分子解离，产生了一定数目的自由水分子，这些自由水分子与Cu2+络合为四水合铜离子，并形成络合平衡：

1.将铜片加入到浓硫酸中，加热。

现象：一是铜片表面迅速变黑，溶液出现浅蓝色，冷却后又变为无色。二是下层出现黑色和灰白色沉积物。三是试管中产生大量白雾。

推测：一是黑色物质可能为CuO，CuS，Cu2S；二是灰白色物质可能为无水CuSO4；三是白雾可能为

Cu2++4H2O葑［Cu（H2O）4］2+

降温时，硫酸分子吸附水分子能力增强，使上述络合平衡向左移动，溶液变为无色，硫酸的水合作用可表示如下：

·H2SO4（aq）＋nH2O（l）＝H2SO4nH2O（aq）；△H<>

2．黑色沉淀中含有CuO，CuS，Cu2S。反应完毕后，取出铜片，加水，发现黑色沉淀难溶，再加入浓盐酸，黑色物质部分溶解，形成黄绿色溶液，可能是黄绿色（CuCl4）2-和蓝色〔Cu（H2O）4〕2+两者并存所致。在黑色沉淀中加入浓氨水，生成深蓝色溶液，应为〔Cu（NH3）4〕2+。

H2SO3和H2SO4的混合物。

2．溶液冷却后，取出未反应的铜片，加入稀硫酸。

现象：铜片表面黑色物质部分溶解，溶液变为浅蓝色。

结论：铜片表面黑色物质中有CuO。3．取上层液体加入水中。

现象：溶液颜色为无色，水溶液温度升高。结论：上层液体为浓硫酸。

4．在黑色和灰白色沉淀中加入水。

现象：黑色沉淀不溶，灰白色沉淀大部分溶解，溶液变为绿色。

结论：灰白色物质中有无水CuSO4。

5．在黑色沉淀中加入稀硫酸。

现象：黑色沉淀少量溶解，溶液变为浅绿色。结论：黑色沉淀含少量CuO。6．在黑色沉淀中加入浓盐酸。

现象：黑色沉淀部分溶解，溶液变为黄绿色，有气体逸出。

对比实验：纯CuS固体中加入浓盐酸，溶液变为有黄绿色，有气体逸出。

结论：黑色沉淀中有CuS存在。7．在黑色沉淀中加入浓氨水。

现象：黑色沉淀部分溶解，溶液变为深蓝色。·16·

3．CuO能较长时间存在于冷和热的浓硫酸溶液中，因为在常温时，浓硫酸中水很少，且形成H2SO4的水合分子，很难电离成H+，故CuO消失得很慢；在加热时，H2SO4水合分子发生解离生成少量的自由水分子，使浓H2SO4与CuO反应的速率加快，生成CuSO4

溶液显蓝色。停止加热使其冷却，少量的自由水分子又与H2SO4分子结合H2SO4水合分子，溶液颜色变浅，故CuO能较长时间存在。

4．因为反应溶液处于沸腾状态（浓硫酸的沸点为338℃），反应过程中生成的水、SO2及一定量的硫

酸变成蒸气，所以在试管上方形成了硫酸和亚硫酸的酸雾。

上述有关反应的化学方程式：

Cu＋H2SO4（浓）＝CuO＋SO2↑＋H2O5Cu＋4H2SO4（浓）＝3CuSO4＋Cu2S＋4H2O

实验教学研究

5Cu＋6H2SO4（浓）＝4CuSO4＋CuS＋SO2↑＋6H2OCu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O

由此可见，98.3%的浓硫酸与铜反应时，在体系内不但生成了CuSO4，而且生成了CuO，CuS和Cu2S。因

为浓硫酸含水量相当少，且本身又具有吸水的特性，所以整个反应几乎是在非水溶液中进行的。在反应过程中生成的少量水以水蒸气随SO2释放出去，生成的CuSO4几乎没有水溶解，而以白色沉淀出现在试管中。反应后试管中的液体几乎都是浓H2SO4而不是CuSO4溶液，因此，试管中液体被倒出稀释之后还是很难观察到溶液变蓝。

虽然对黑色物质的成分有了探究结果，但是由于Cu与浓H2SO4反应比较复杂，不便于向中学生解释，笔者为了取得更加直观的课堂演示效果，使浓硫酸的强氧化性对学生更具说服力，通过调整浓硫酸的浓度和反应温度，经过多次实验，有了使该反应达到比较理想的实验效果的措施。

三、不同条件下浓硫酸和铜反应的探究

2012年第6期

2.不同温度时浓硫酸与铜的反应。把18.4mol/L的浓硫酸加热到140℃左右，撤去酒精灯，把铜片快

速放入试管中。此时反应比较缓慢，溶液中生成了黑色的细小粉末，待溶液冷却后，将黑色的固体加入到水、稀硫酸和氨水中，发现在水和稀硫酸中没有溶解，而在氨水中溶解，由此可以证明黑色固体是Cu2S。

将18.4mol/L浓硫酸加热到200℃左右，撤去酒精灯，把铜片快速放入试管中。此时反应速率较快，溶液中生成了黑色的细小粉末，能使品红试纸褪色。待溶液冷却后，将黑色的固体加入到水、浓盐酸中，发现在水中没有溶解，而在浓盐酸中溶解了，由此可以证明黑色固体是CuS。

将18.4mol/L浓硫酸加热到接近沸腾（温度约为

338℃），撤去酒精灯，把铜片快速放入试管中。此时

反应非常剧烈，溶液中快速生成白色固体和很少量黑色细小粉末。试管中产生大量的白雾，品红试纸褪色。待溶液冷却后，把试管中的白色固体加入到水中，白色固体完全溶解，形成蓝色溶液，由此可以证明白色固体是CuSO4。

在浓硫酸与铜演示实验中，应采取快速加热溶液至沸腾，这样不但副产物会更少一些，而且能够得到大量的CuSO4，稀释后溶液呈现蓝色，使实验说服力更强，更容易使学生信服，还能够缩短反应所需的时间。

四、实验结论

根据以上探究，可以得出结论：在铜与浓硫酸演示实验中，应选择浓度范围为12mol/L-14mol/L的浓硫酸，并且需要快速加热溶液至沸腾，只有这样，才能保证实验的直观性，确保实验的演示效果。

三是要适用。所谓适用就是课件要好用，好看。好用在于制作要简单，操作要容易。好看在于要图文并茂，字体大小要适中。图文并茂可以避免画面单一，不易使学生产生疲倦感。字体大小适中以既能呈现最多内容，又能使所有学生能看清为好。画面与字体不能变化太多，色彩不能太花哨，给人以凌乱之感。

四是要适当。所谓适当是有必要用则用，不牵强附会，为用而用。如讲授“会聚光线”、“发散光线”时，就可以用课件来直观说明2种光线的特点，省却许多说明。如可以利用课件提供给学生阅读材料，显示不便于完成的实验以及难于观察到的自然现象等。

五是要适配。所谓适配就是课件与板书要有机配合，使二者相得益彰，优势互补，成为一个整体。具体表现是，课件与板书内容要少重叠，无遗漏。

·17·

1.不同浓度时浓硫酸和铜的反应。将适量的18.4mol/L浓硫酸加到定量蒸馏水中，稀释成下列浓度的硫酸溶液：16mol/L，14mol/L，12mol/L，10mol/L，分装在4支试管中，分别投入少量的小铜片，依次在

酒精灯上加热至沸腾。

结论：在浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸的氧化性随浓硫酸浓度减小而变弱，酸性随浓硫酸浓度减小而增强。因此，在浓硫酸与铜的演示实验中，浓硫酸的浓度宜选择浓度范围为12mol/L-14mol/L。试管内溶液所呈现的蓝色，直观性强，学生信服，并且可以节约硫酸。

（上接第5页）教学。课件辅助教学如果应用得当，至少可以产生增大教学容量，降低教学难度，增强教学的直观性与生动性等效果。

如何才能使课件的使用更合理，产生最好的效果，应该遵守“五适”原则。

一是要适时。所谓适时即要边讲边用课件，步调与教学进度保持一致。如果课件的使用“超前”或“滞后”于教学进度，课件的效果都会打不小的折扣。课件的使用还要体现知识的生成、发展过程，不能一味地按照课前预设“照件宣科”，要按照教学的实际情况对课件进行增删或换序。

二是要适量。所谓适量即课件的使用数量要适可而止，不以量取胜。因为太多的课件可能缺乏重点，反而会分散学生的注意力。

范文五：“铜和浓硫酸反应”的实验改进

“铜和浓硫酸反应”的实验改进

高级中学化学课本第一册（必修）第79页[演示实验3-5]为：铜和浓硫酸反应。如果按实验原文进行操作，往往得不到明显的实验现象。笔者在一次公开教学的准备实验中发现：在试管中加入一块铜片，注入少量浓硫酸，加热片刻。在试管口的湿润的兰色石蕊试纸变红（SO2生成），未反应完的铜表面黑色的不溶物，试管底部还有少量的灰黑色的沉淀；将试管内的溶液倒入另一支盛有水的试管中很难观察到溶液变蓝。出现这种情况，一来没有达到实验的目的，二来在教学过程很难解释实验过程中出现的异常现象。

其实那黑色的物质是CuS、Cu2S等硫化物，灰黑色的沉淀是CuS、Cu2S等与CuSO4的混合物。整个反应是在非水溶液中进行的，反应过程中生成的少量的水以水蒸气释放出，生成的CuSO4几乎没有水溶解而以白色沉淀出在试管中。反应后试管中的溶液几乎都是浓H2SO4 ，被倒出稀释的是H2SO4 而不是CuSO4溶液，故很难观察到溶液变蓝。为了能明显地观察到实验现象，而且再实验中不使之产生黑色物质，笔者将此实验作了小小的改动。具体操作和现象如下：

1.（1）预先将一片湿润的兰色石蕊试纸贴在玻璃棒上备用；

（2）将一根铜制的导线剥去塑料包皮后露出铜丝（约7—8厘米）；取一支滴管，剥去胶头将导线伸进滴管，使铜丝在尖嘴的一端露出；

2. 在 一支试管中加入少量浓H2SO4 ，固定在铁架台上，用酒精灯加热至接近沸腾。

3. 实验时,手持滴管,使铜丝露出的一端伸进预先加热的浓硫酸中,同时将贴有试纸的玻璃棒靠近试管口。待湿润的石蕊试纸变红时取出铜丝。静置片刻，在试管底部可以观察到有白色沉淀（即CuSO4晶体）生成。冷却后，弃掉上层液体，往试管中加入少量水，白色沉淀溶解得到兰色溶液，效果甚好。

(福建省南安第一中学 赵世亮)

转载请注明出处范文大全网 » 铜和浓硫酸的探究反应