關於濃硫酸與銅實驗方案及練習題

關於濃硫酸與銅實驗方案及練習題

  濃硫酸與銅反應

  文章摘要:濃硫酸和銅發生氧化還原反應,生成硫酸銅,二氧化硫和水。銅被氧化為二價離子,濃硫酸被還原為二氧化硫。加熱條件下,濃硫酸可氧化絕大多數金屬反應,但不產生氫氣,一般生成二氧化硫。常溫下,濃硫酸可使鐵、鋁鈍化,生成一層緻密的氧化膜,阻止反應進一步進行,起到保護的作用。…

  實驗目的

  掌握濃硫酸的氧化性。

  實驗原理

  一般情況下,銅不和酸反應放出氫氣,但是濃硫酸卻可以和銅發生氧化還原反應,生成硫酸銅,二氧化硫和水。銅被氧化為二價離子,濃硫酸被還原為二氧化硫。

  Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O

  加熱條件下,濃硫酸(H2SO4)可氧化絕大多數金屬反應,但不產生氫氣(H2),一般生成二氧化硫(SO2)。常溫下,濃硫酸可使鐵(Fe)、鋁(Al)鈍化,生成一層緻密的氧化膜,阻止反應進一步進行,起到保護的作用。

  實驗用品

  銅絲、濃硫酸、鐵架臺、試管架、酒精燈、試管、橡膠塞、玻璃管

  實驗步驟

  實驗討論

  實驗中生成的黑色物質是什麼?為什麼加水後,溶液有黑色變為藍色?

  灰黑色物質中可能含有氧化銅(CuO)、硫化亞銅(Cu2S)、硫化銅(CuS)。可以透過加入強酸,是否有硫化氫(H2S)氣體放出來排除硫化亞銅、硫化銅的`可能。向其中加入濃鹽酸,發現黑色物質全部消失,形成綠色溶液,可能是黃色[CuCl4]2-和藍色[Cu(H2O)6]2+兩者並存所致,加水稀釋後溶液變藍;證明含有銅離子(Cu2+)的物質生成。氧化銅能較長時間存在於冷或熱濃硫酸中,因為在常溫時濃硫酸中水很少,且形成硫酸水合分子,很難電離出H+,故氧化銅消失得很慢,在加熱時,硫酸水合分子發生解離生成少量的自由分子,使硫酸電離出比較多的H+,濃硫酸和氧化銅反應速率增大,溶液顯藍色。停止加熱使其冷卻,小量的自由水分子又與濃硫酸結合成硫酸水合分子,溶液顏色逐漸變淺。在實驗中,溶液是濃硫酸(實驗現象③可說明,故氧化銅可較長時間存在。參考文獻也說明氧化銅可存在於57.5%硫酸中。以上討論,說明這個反應的過程中有氧化銅生成,並能存在於較濃的硫酸中。

  有灰白色物質出現時,停止加熱,把試管裡的上層溶液倒入盛水的燒杯中,然後給試管中加少量水,使灰黑色固體溶解,溶液呈現藍色。由此可知灰白色沉澱物為硫酸銅(CuSO4)和CuSO4?5H2O混合物。

  綜上所述,濃硫酸和銅在加熱時能發生反應,生成氧化銅和二氧化硫,然後氧化銅與硫酸反應生成硫酸,且一部分氧化銅能較長時間存在。隨著反應的進行(硫酸的消耗和水的生成)硫酸的濃度變小,硫酸銅可轉化成CuSO4?5H2O,要明顯的看到藍色溶液,必須加入足量的水。

  相關習題

  1.在下列用途或反應中,硫酸表現出的性質為:A、高沸點性 B、強酸性 C、吸水性 D、脫水性 E、強氧化性

  (1)實驗室製取氫氣_____________。

  (2)實驗室製取氯化氫氣體_____________。

  (3)乾燥二氧化硫_____________。

  (4)濃硫酸溶解金屬銅_____________。

  (5)濃硫酸用鋼瓶儲存_____________。

  (6)濃硫酸與蔗糖反應_____________。

  2.下列關於濃硫酸的敘述正確的是( )

  A.濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化

  B.濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出SO2氣體

  C.濃硫酸是一種乾燥劑,能夠乾燥氨氣、氫氣等氣體

  D.濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化

  3.3molCu和含7molH2SO4的濃硫酸共熱,未被還原的H2SO4有( )

  A.3mol B.4mol C.少於4mol D.一定多於4mol

  參考答案

  1.(1)B;(2)B;(3)C;(4)E;(5)E;(6)D;

  2.D;

  3.D;

最近訪問