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关于浓硫酸与铜实验方案及练习题

试题 时间:2019-05-29 我要投稿
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  浓硫酸与铜反应

  文章摘要:浓硫酸和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜,二氧化硫和水。铜被氧化为二价离子,浓硫酸被还原为二氧化硫。加热条件下,浓硫酸可氧化绝大多数金属反应,但不产生氢气,一般生成二氧化硫。常温下,浓硫酸可使铁、铝钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,起到保护的作用。…

  实验目的

  掌握浓硫酸的氧化性。

  实验原理

  一般情况下,铜不和酸反应放出氢气,但是浓硫酸却可以和铜发生氧化还原反应,生成硫酸铜,二氧化硫和水。铜被氧化为二价离子,浓硫酸被还原为二氧化硫。

  Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

  加热条件下,浓硫酸(H2SO4)可氧化绝大多数金属反应,但不产生氢气(H2),一般生成二氧化硫(SO2)。常温下,浓硫酸可使铁(Fe)、铝(Al)钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,起到保护的作用。

  实验用品

  铜丝、浓硫酸、铁架台、试管架、酒精灯、试管、橡胶塞、玻璃管

  实验步骤

  实验讨论

  实验中生成的黑色物质是什么?为什么加水后,溶液有黑色变为蓝色?

  灰黑色物质中可能含有氧化铜(CuO)、硫化亚铜(Cu2S)、硫化铜(CuS)。可以通过加入强酸,是否有硫化氢(H2S)气体放出来排除硫化亚铜、硫化铜的可能。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;证明含有铜离子(Cu2+)的物质生成。氧化铜能较长时间存在于冷或热浓硫酸中,因为在常温时浓硫酸中水很少,且形成硫酸水合分子,很难电离出H+,故氧化铜消失得很慢,在加热时,硫酸水合分子发生解离生成少量的自由分子,使硫酸电离出比较多的H+,浓硫酸和氧化铜反应速率增大,溶液显蓝色。停止加热使其冷却,小量的自由水分子又与浓硫酸结合成硫酸水合分子,溶液颜色逐渐变浅。在实验中,溶液是浓硫酸(实验现象③可说明,故氧化铜可较长时间存在。参考文献也说明氧化铜可存在于57.5%硫酸中。以上讨论,说明这个反应的过程中有氧化铜生成,并能存在于较浓的硫酸中。

  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硫酸铜(CuSO4)和CuSO4?5H2O混合物。

  综上所述,浓硫酸和铜在加热时能发生反应,生成氧化铜和二氧化硫,然后氧化铜与硫酸反应生成硫酸,且一部分氧化铜能较长时间存在。随着反应的进行(硫酸的消耗和水的生成)硫酸的浓度变小,硫酸铜可转化成CuSO4?5H2O,要明显的看到蓝色溶液,必须加入足量的水。

  相关习题

  1.在下列用途或反应中,硫酸表现出的性质为:A、高沸点性 B、强酸性 C、吸水性 D、脱水性 E、强氧化性

  (1)实验室制取氢气_____________。

  (2)实验室制取氯化氢气体_____________。

  (3)干燥二氧化硫_____________。

  (4)浓硫酸溶解金属铜_____________。

  (5)浓硫酸用钢瓶保存_____________。

  (6)浓硫酸与蔗糖反应_____________。

  2.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )

  A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖碳化

  B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出SO2气体

  C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体

  D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化

  3.3molCu和含7molH2SO4的浓硫酸共热,未被还原的H2SO4有( )

  A.3mol B.4mol C.少于4mol D.一定多于4mol

  参考答案

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

  2.D;

  3.D;

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