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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。
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。
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【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。
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。
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析[摘要]铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同，反应时的最终现象不同。
若浓硫酸过量时，主要现象有：铜表面先变黑，形成黑色浊液，随后又变成白色浊液。
铜全部反应完后，静置，灰白色物质沉于管底，所得溶液呈淡蓝色，冷却至室温呈无色。
反应中还伴有白色烟雾，并有淡黄色物质冷凝在管壁。
若铜过量，最终得灰白色固体物质。
由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的，且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。
高一新教材P131页关于铜与浓硫酸反应的实验叙述是这样的：“实验表明，浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液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为Cu2+”。
然而该实验的现象并非这么简单，且实验有两种情况：一种情况是浓硫酸过量。
用下列“实验装置图1”（固定仪器和加热酒精灯均未画出）来完成此实验。
其实验现象有（按实验进程）：铜与冷的浓硫酸不发生反应，加热时随浓硫酸温度升高铜丝（或铜片）表面变黑，产生气泡，细小黑色颗粒状物质从铜丝（或铜片）表面进入浓硫酸中，形成黑色的悬浊液。
随着加热温度继续升高（至沸腾），黑色颗粒状物质与浓硫酸反应，转变成细小灰白色的颗粒状物质，随浓硫酸一起翻滚。
在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。
在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢消失了。
此间导气管导出的气体分别使紫色石蕊试液变红，使品红溶液和KMnO4溶液褪色。
当铜全部反应后，停止加热静置时，试管内的烟雾也随之慢慢消失了，试管中的液体呈浅蓝色，管底沉积的固体物质呈灰白色。
继续冷却试管时，溶液颜色慢慢变浅，至室温时几乎无色。
将此无色溶液注入盛有少量水的试管中，所得溶液变为浅蓝色。
再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时，所得溶液呈蓝色，试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色，下层仍为灰白色（久置时可变为蓝色）。
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析引言：铜是一种常见的金属元素，而浓硫酸是一种强酸。
对铜与浓硫酸的反应进行实验，可以观察到一系列的反应现象。
本文将探究铜与浓硫酸反应的实验现象，并对其进行分析。
实验材料与方法：实验材料：铜片、浓硫酸、试管、酒精灯、玻璃棒等。
实验方法：1.将一块铜片放入试管中；2.将一定量的浓硫酸添加到试管中，确保完全覆盖铜片；3.观察反应现象并记录。
实验现象：1.硫酸的变化：浓硫酸是一种无色液体，但在与铜反应后会出现变化。
观察可发现，起初的浓硫酸逐渐变为深蓝色或浅蓝色。
这是因为铜与硫酸反应生成了硫酸铜，导致溶液颜色变化。
2.产生气体：在铜与浓硫酸反应的过程中，可以观察到气泡产生。
这是因为铜与硫酸反应生成了氢气。
氢气一般是无色无味的，用酒精灯的火焰进行点燃，其会发出“呼呼”声并燃烧。
3.产生热量：观察可发现，铜片与浓硫酸反应时会发热。
这是因为铜与硫酸反应是一个放热反应，反应过程中释放出热量。
4.产生溶液：在铜与浓硫酸反应的过程中，可以观察到铜片逐渐溶解在溶液中，并且观察到溶液的体积逐渐增大。
这是因为铜与浓硫酸反应生成了硫酸铜，使得溶液中溶质的体积增加。
5.反应结束：当铜片完全消耗后，反应会停止。
此时，溶液中的溶质浓度不再改变，并且铜片完全溶解。
分析：Cu+2H2SO4->CuSO4+2H2O+SO2↑反应过程可以分为以下几个步骤：1.铜片表面生成一层氧化铜膜：浓硫酸是一种强氧化剂，与铜金属直接接触后会使铜金属表面发生氧化反应，生成一层氧化铜膜。
这层氧化铜膜起到了保护铜片不被进一步腐蚀的作用。
2.硫酸离子进入氧化铜膜：在氧化铜膜上形成了一个正电荷，吸引硫酸离子进入氧化铜膜中。
3.铜离子释放：硫酸离子进入氧化铜膜后，将氧化铜膜中的铜离子释放出来，进一步进行反应。
4.生成硫酸铜溶液：铜离子与硫酸根离子结合，生成硫酸铜溶液。
5.产生气体：反应中释放的氢气会导致气泡的产生。
6.反应结束：当铜片完全溶解时，反应会结束，溶液中的溶质浓度不再改变。
