铜与浓硫酸反应实验条件的探究

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。

铜与浓硫酸的反应是高中化学教材中重要的演示实验之一，实验的原理是：Cu ＋2H 2SO4（浓）CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ，实验方法是：在一支试管中加入一小块铜片，再加入3mL 浓硫酸，然后用装有玻璃导管的单孔橡皮塞好，加热。

将放出的气体通入品红溶液中，观察反应现象，见图1。

反应完毕，冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察溶液的颜色[1]。

该实验的教学目的是让学生通过观察到的实验现象（生成物溶于水后溶液呈蓝色，放出的气体能使品红溶液褪色），了解并掌握浓硫酸的氧化性质。

然而，教材提供的实验方法和步骤存在四方面的欠缺：第一、装置属半敞开式，蘸有NaOH 溶液的棉花团不能保证完全吸收多余的二氧化硫气体，就有可能造成环境污染，达不到当今绿色化学的标准；第二、要将反应后的液体倒入另一支盛有水的试管中,必须将反应物冷却，使得实验时间较长操作又烦琐，导致教学环节松散；第三、生成物中仍有浓硫酸，溶于水＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿收稿日期：２００９－１０－１５基金项目：遵义师范学院基础教育研究资助项目(基2008003)作者简介：陈文兴，女，贵州遵义人，遵义师范学院化学系高级实验师。

铜与浓硫酸反应的实验探索陈文兴1，王敏2，罗宿星1（1.遵义师范学院化学系，贵州遵义563002；2.仁怀酒都高级中学，贵州仁怀564500）摘要：对高中化学第一册中“铜与浓硫酸反应”演示实验的实验装置和实验方法进行了改进，用可移动的铜丝代替铜片，并对硫酸的浓度进行了探索。

结果表明，当硫酸的浓度为80%时，实验现象鲜明，反应时间短，教学效果明显。

关键词：铜丝；铜片；浓硫酸；改进中图分类号：G633.8文献标识码：C文章编号：1009-3583（2010）-01－0111-03The Research on Experiment in Reaction of Copper and ConcentratedSulfuric AcidCHEN Wen-xing 1,WANG Min 2,LUO Su-xing 1（1.Department of Chemistry ，Zunyi Normal College,Zunyi 563002,China;2.Senior middle school of Jiudu,Renhuai,564500,China ）Abstract :There are many insufficiencies in the demonstration experiment of copper reaction with concentrated sulfuric acid in Book one of chemistry course in senior high school.Byimproving experimental method and experimental device,if we use moveable copper sheet instead of brass wires,and explored the concentration of sulfuric acid in this experiment,the results showed that when the conncentrtion of sulfuric acid was 80%,the experimental phenomenon was more obvious ，the reaction time was shorter and the teaching effect was better.Key words :brass wires ;copper sheet ;concentrated sulfuric acid ;experimental improvement ;amelioration图1课本演示实验△第12卷第1期2010年2月遵义师范学院学报Journal of Zunyi Normal CollegeVol.12,No.1Feb.2010111图2改进装置1时放出大量的热，给实验带进安全隐患；第四、生成物中夹杂有大量的黑色物质，这些黑色物质不溶于水影响对溶液颜色的观察，甚至根本观察不到蓝色的溶液，使得实验现象既不鲜明，教学效果又不明显。

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。

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。

铜与浓硫酸反应引言:铜与浓硫酸的反应是在化学领域中经常被研究的一个重要主题。

这个反应涉及到一系列复杂的化学过程和反应机理，对于理解金属与酸的相互作用以及应用于工业中的金属腐蚀过程有着重要的意义。

本文将探讨铜与浓硫酸反应的基本原理、实验条件和反应产物等关键方面。

一、反应原理：铜与浓硫酸反应的化学方程式可以表示为：Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O。

在这个反应中，铜原子（Cu）与硫酸（H2SO4）发生了化学反应，生成了铜硫酸（CuSO4）、二氧化硫（SO2）和水（H2O）。

这是一个氧化还原反应，铜原子从氧化态为0的金属铜（Cu）被氧化为+2价的铜离子（Cu2+），硫酸则从+6价的硫酸根离子（SO42-）还原为+4价的二氧化硫（SO2）。

二、实验条件：在进行铜与浓硫酸反应的实验时，需要注意以下几个条件：1. 实验器材的选择：由于浓硫酸具有强腐蚀性，因此实验器材应选用耐酸的材料，例如玻璃器皿或特殊材料制成的反应容器。

2. 反应温度：铜与浓硫酸反应的速率与反应温度密切相关。

在室温下，反应速率较慢，通常需要加热至80℃以上才能使反应快速进行。

3. 前处理：在进行实验前，应将铜试片或铜粉进行适当的前处理，例如去除表面的氧化层，以提高铜与浓硫酸反应的效率。

4. 实验操作：实验操作中要注意安全，避免与浓硫酸接触皮肤和眼睛，必要时戴上防护手套、眼镜等。

三、反应机理：铜与浓硫酸反应的整个过程可以分为三个步骤：1. 反应初期：铜与硫酸溶液接触时，硫酸开始迅速溶解铜的表面氧化层，生成铜离子（Cu2+）和硫酸根离子（SO42-）。

这个步骤是一个氧化反应，铜原子被氧化为Cu2+离子。

2. 深入反应：铜离子进一步与硫酸根离子和水分子发生反应，生成了铜硫酸离子（CuSO4）和水（H2O）。

这个步骤是一个还原反应，硫酸根离子从+6价还原为+4价的二氧化硫。

3. 反应终止：当硫酸完全反应后，铜与溶液中的硫酸根离子不再发生反应。

铜与浓硫酸反应实验现象探究──培养学生能力创新精神一例引言：化学实验是培养学生创新精神的重要途径之一。

在化学实验中，学生可以通过观察实验现象、分析实验数据、探究实验原理等方式，培养自己的创新思维和实践能力。

本文将以铜与浓硫酸反应实验为例，探究实验现象，培养学生能力创新精神。

实验现象：铜与浓硫酸反应时，会产生一系列的化学变化。

首先，铜会被浓硫酸氧化，生成二氧化硫和硫酸铜。

其次，硫酸铜会继续与铜反应，生成二氧化硫和铜离子。

最后，铜离子会与硫酸铜继续反应，生成硫酸和铜。

在实验过程中，我们可以观察到以下现象：首先，铜片会逐渐变薄，颜色也会逐渐变淡，最终变成淡绿色。

其次，实验容器内会产生大量的气体，气体的颜色为深蓝色。

最后，实验容器内的液体会逐渐变成深蓝色，最终变成深绿色。

实验原理：铜与浓硫酸反应的原理是氧化还原反应。

在反应中，铜被氧化成铜离子，硫酸被还原成二氧化硫和水。

反应的化学方程式为：Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2OCu + CuSO4 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + SO2 + 2H2O实验意义：通过铜与浓硫酸反应实验，学生可以了解氧化还原反应的基本原理，掌握实验操作技能，培养实验观察和数据分析能力。

同时，学生还可以通过实验探究铜与浓硫酸反应的机理，深入理解化学反应的本质。

实验过程：1. 准备实验器材：铜片、浓硫酸、试管、试管夹、酒精灯、玻璃棒等。

2. 将铜片放入试管中，加入适量的浓硫酸。

3. 用试管夹夹住试管，将试管加热，直到试管内产生气泡。

4. 观察实验现象，记录实验数据。

5. 分析实验数据，探究实验原理。

实验注意事项：1. 实验过程中要注意安全，避免接触浓硫酸和产生的有毒气体。

2. 实验结束后要及时清洗实验器材，避免化学品残留。

结语：铜与浓硫酸反应实验是一项简单而有趣的化学实验，通过实验可以培养学生的实验观察和数据分析能力，同时也可以深入理解化学反应的本质。

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。

对浓硫酸与铜反应实验的深入探究在一支试管里加入一小块铜片，然后再加入3ml 浓硫酸，用装有玻璃导管的单孔胶塞塞好，加热，放出的气体分别通入紫色石蕊试液或品红溶液中，观察反应现象。

反应完毕，冷却后，将试管中的液体慢慢倒入另一支盛有少量水的试管中，观察溶液的颜色。

教材上对实验现象的描述和解释是：浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊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成了Cu2+，生成的气体是SO2。

反应方程式为：Cu＋2H2SO4（浓）== CuSO4＋SO2↑＋2H2O可是笔者在做实验时发现：开始加热一会后先产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜片表面进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液；随着温度升高（至沸腾），试管中产生了细小的白色颗粒状物质，出现了大量白雾，品红溶液褪色；停止加热静置，未反应完的铜表面有黑色的不溶物，试管底部沉积的固体物质有黑色的和白色的，试管中的液体呈灰白色，将试管内的溶液倒入另一支盛有水的试管中，溶液的蓝色不够明显。

出现了这种情况，导致课堂演示实验没有达到演示的目的，而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。

二探究过程1．黑色物质成分的探究取18.4mol/L 浓硫酸3ml 和一小块铜片，按课本要求做实验。

试验完成后，笔者仔细进行了以下实验过程，探究试管中产物的成分。

（1）取少量试管中白色物质，加入另一支试管中，再加入适量水并振荡，发现白色固体溶解，溶液呈现蓝色；向此蓝色溶液中加入少量K4［Fe（CN）6］后，发现产生红棕色沉淀，说明是Cu2+，由此可知铜与浓硫酸反应产生了CuSO4。

（2）将铜片取出，用少许水洗涤中，黑色物质脱落但不溶解。

往洗涤液中滴加稀硫酸，发现部分黑色物质溶解，溶液呈现蓝色，由此说明黑色物质中有CuO。

（3）取试管中黑白相间的物质，加水溶解过滤后，将黑色物质加入到少量氰化钾溶液中，黑色物质全部溶解。