铜与浓硫酸的反应,在体系内主要生成Cu2S、Cu2O(呈黑色)。16Cu+2H2SO4==2Cu2S+6Cu2O+2H2O
浓硫酸含水相当少,一价铜在干态情况下较稳定,所以一定时间内在体系中溶解不完全。故体系中虽有CuSO4产生(呈白色),但量不大,且不易生成CuSO4·5H2O及Cu2+。因此反应停止后,看不到二价铜水合物的明显蓝色。
[原实验的缺点]实验中容易倒吸、反应进程难控制、拆卸装置时产生污染。
[实验操作]连接好装置,检验气密性,加入相应的试剂。
第一步,加热试管A直到试管B中品红完全褪色。
第二步,熄灭酒精灯后,a管中空气进入试管A中,可防止试管B中溶液倒吸。
第三步,将Cu丝上提离开液面。
第四步,用洗耳球从a管口向试管A中大量鼓气,以排尽A中的SO2气体。
第五步,取出铜丝,浸入稀硫酸中,铜丝表面的黑色固体溶解,溶液变为蓝色,即Cu丝与浓硫酸共热时被氧化为CuO;再取出试管底部的白色固体放入盛有水的烧杯中,溶液变为蓝色,证明白色固体是无水硫酸铜。由此可推断出铜与浓硫酸反应方程式为:
Cu + H2SO4(浓) = CuO+SO2↑+H2O (加热)
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
[装置优点]①插入的导管a完全防止了倒吸;②换班实验时不会产生污染;③思考性、推理性强,有利于培养学习兴趣。
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+H2O
②2Cu+H2SO4==Cu2O+SO2+H2O
2Cu+2H2SO4==2CuS+2H2O+3O2
④4Cu+2H2SO4==2Cu2S+2H2O+3O2
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