1、铜与浓硫酸反应的实验探究（教师卷）一、探究冲动在学习硫酸一节中，涉及铜与浓硫酸的反应。在演示实验中出现一些问题及教材中未提及的现象。如：检验 SO2 时，品红溶液易倒吸；反应结束后，试管中除溶液变蓝以外，还产生白色、黑色固体物质。如何解决倒吸，试管中白色、黑色物质又是什么？学生希望能探其究竟。二、思维的火花针对以上问题，学生就如何解决倒吸及试管中产物检验做了一些设计。特别是试管中产物可能是什么？由于浓 H2SO4 可能过量，它又可吸水，白色固体可能是 CuSO4，而黑色固体可能是 Cu 的其它氧化产物,具体是什么？有待查阅资料，做出假设，再以实验论证。三、实验设计1、为解决倒吸问题，学生自然联
2、想到制备氯化氢的尾气处理，并由此推广。设计思路一：以倒置漏斗放于吸收液面，恰与之接触。既可增大接触面，又可防倒吸。 （如图一）设计思路二：使导管恰与吸收液接触，不伸入其中。 （如图二）设计思路三：在发生装置与吸收装置之间添加一根试管，即可避免直接倒吸。 （如图三）2、检验白色固体设计思路：可取少量固体沉淀物，加水，观察其颜色变化。说明 Cu2+存在。再用盐酸酸化的 Ba2+检验 SO42存在。3、检验黑色固体设计思路：由于浓 H2SO4 与 Cu 反应，可能还会生成 Cu2O、CuS，检验 CuS，根据CuS 要与浓 HNO3 反应生成红棕色 NO2 气体，即可检验。而 Cu2O 遇浓氨水变深
3、蓝色即可检验。四、实验探究学生分组，针对三种情况分组进行。查阅资料，设计实验，观察现象，得出结论：第一组：改进实验装置，防止品红溶液倒吸设计思想：尽量使品红少倒吸，甚至于不倒吸，可用干燥管代替普通导管，让品红溶液在导管中下部停留。实验仪器：铁架台，酒精灯，试管，橡胶塞（单孔） ，胶皮导管, 干燥管（防倒吸装置使用如图第 4 组）试剂药品：铜片，浓 H2SO4（98） ，品红溶液步骤 现象 原理检查气密性拼接装置，将 2-3ml浓 H2SO4 倒入试管，放入 Cu 片浓 H2SO4 的无色溶液变绿，Cu 片失去光泽变黑。Cu2H 2SO4(浓 )CuSO42H 2OSO 2酒精灯加热至完全反应品
4、红溶液渐渐由红色变为无色。SO2 与品红溶液中溶质反应生成无色不稳定化合物移开酒精灯 品红溶液渐渐倒吸，至玻璃球中下部停止反应试管中压强小于品红溶液和压强，溶液被压入玻璃管其它设计：第二组：白色固体检验设计思想：白色固体可能是 CuSO4，取反应沉淀加水以验证。实验仪器：铁架台，大试管，单孔橡皮塞，导管，烧杯实验试剂：蒸馏水实验步骤 现象 原理取 Cu 与浓 H2SO4 反应后剩余的固体加水溶液变蓝 CuSO4 5H2O CuSO45H2O第三组：黑色固体检验设计思想：经分析黑色沉淀可能为 Cu2O 和 CuS，通过反应验证。实验仪器：铁架台，大试管，单孔橡皮塞，导管，烧杯实验试剂：药品，铜片
5、，浓硫酸，浓硝酸，浓氨水实验步骤 现象 原理加热铜片至完全反应，加水溶解 CuSO4，滤出沉淀将沉淀分为两部分向盛有一部分该沉淀的试管滴加浓 HNO3 产生红棕色气体硫化铜遇浓 HNO3 反应生成 NO2CuS+10HNO3(浓)=Cu(NO 3)2+H2SO4+8NO2+4H2O向一盛有另一部分沉淀的试管滴加浓氨炎 溶液变为深蓝 氧化亚铜遇浓氨水溶液变深蓝五、实验结论：1、第一组实验中防倒吸装置还可不断增加、完善。2、第二组实验中黑色沉淀成分复杂，在此只作了初步假设、验证。还有待进一步探讨。实验过程中黑色沉淀的量较少，要注意收集。3、对于一、二、三组实验可全体学生分组进行；也可全体学生每次研
6、究一个问题，教师可适时安排。图一图二 图三1 2 3 4 54、可能学生会提出浓 H2SO4 除与 Cu 反应，能否与其它金属反应？特别是与活泼金属反应时，会产生氢气吗？对于这些问题可引导学生进一步探讨。六、实验拓展1、向 50mL 18molL1 H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的 H2SO4 的物质的量（ ）A、小于 0.45mol B、等于 0.45molC、在 0.45mol 和 0.9mol 之间 D、大于 0.45mol2、某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可
7、能是 溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是。(2)在试管中注入无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是 溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是 。七、信息链接：1、人民教育出版社高一教材硫酸2、人民教育出版社全日制普通高级中学（必修）化学第一册教师用书铜与硫酸在加热条件下发生反应时，常产生黑色沉淀，有时会影响蓝色溶液的观察。这往往是由于铜过量或硫酸浓度不够造成的，除了教材上介绍的反应外，加热过程中往往发生下列反应：5Cu+H2SO4(浓) 3CuSO4+Cu2S+4H 2OCu2S+2H2SO4(浓) CuSO4+CuS+SO 2+2H 2OCu2S+2H2SO4(浓
8、) CuSO4+SO2+S +2H 2O由于 Cu2S 和 CuS 都是黑色，因而液体呈黑色。3、高等教育出版社无机化学（第三版）下册3Cu2S+16HNO3(浓) 6Cu(NO3)3+3S+4NO+8H 2O3CuS+2NO3+8H+ 3Cu2+3S+8H 2O铜与浓硫酸反应的实验探究（学生卷）一、疑窦丛生我们在学习硫酸一节中，遇到“浓硫酸与铜反应”这样一个实验。教材中对该实验现象的描述为：“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。 ”你在观察这个实验时，其现象是否与书中描述完全一致？如有不同，表现在：二、思维的火花针对你发现
9、的问题，你的想法是：三、实验设计（一）设计思路（二）实验装置图及仪器、药品四、探究过程请同学们分组,分别研究一种设计思路，设计记录表格，记录观察结果，得出各自结论。五、实验结论六、实验拓展：1、向 50mL 18molL1 H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的 H2SO4 的物质的量（ ）A、小于 0.45mol B、等于 0.45molC、在 0.45mol 和 0.9mol 之间 D、大于 0.45mol2、某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是 溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 。(2)在试管中注入无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是 溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是。
