第13卷第2期2011年4月
遵义师范学院学报
Journal of Zunyi Normal College
Vol.13,No.2Apr.2011
铜与浓硫酸反应实验装置的改进
罗宿星，勾华，伍远辉
（遵义师范学院化学系，贵州遵义563002）
摘
要：现行中学化学教材中铜与浓硫酸反应的实验装置设计不完善，原实验装置反应易产生SO 2等有毒气体，从而对环
境造成污染，作者就此提出改进意见，使反应过程密闭，减少了有毒气体对环境的污染。关键词：铜；浓硫酸；实验装置；改进中图分类号：G633.8
文献标识码：C
文章编号：1009-3583（2011）
-02-0115-02
£¨1）实验目的
让学生观察到有蓝色的硫酸铜溶液生成；观察到
有二氧化硫气体生成。
（2）实验原理
收稿日期：2010-09-20
基金项目：贵州省基础教育研究资助项目(2008A017) ；遵义师范学院基础教育研究资助项目(2008003)
作者简介：罗宿星，女，四川眉山人，遵义师范学院化学系讲师，硕士，主要从事催化化学的研究。
115
第13卷第2期遵义师范学院学报2011年4月
Cu +2H 2SO 4(浓) ﹦CuSO 4+SO2↑+2H 2O （3）实验用品细铜丝一小撮、镍铬丝一根、具支试管两支、铁架台、酒精灯，98%的浓硫酸溶液、品红溶液、20%的NaOH 溶液。
（4）实验步骤
按照实验装置图将装置安装好，检查装置的气密性；取98%的浓硫酸5ml 稀释为质量分数为70%的硫酸，加到1号具支试管中，用带有镍铬丝和玻璃导管的橡皮塞塞好（细铜丝不能与浓硫酸接触）；在2号具支试管中加入5ml 品红溶液，用带有玻璃导管的橡皮塞塞紧（插入品红溶液的导管要深入到液面以下）；在小烧杯中加入20%的NaOH 溶液20ml ，用来吸收多余的有毒气体二氧化硫。
用酒精灯在1号具支试管下加热，待硫酸沸腾后抽动镍铬丝，使细铜丝与硫酸接触并反应，产生的二氧化硫气体通过玻璃导管与品红溶液反应。待品红溶液褪色后，抽动镍铬丝，使铜丝与硫酸分开，反应停止。然后拆开2号具支试管口的橡皮塞（防止倒吸），最后拆去酒精灯，停止加热，反应结束。
（5）结论
1）用20%的氢氧化钠吸收多余的二氧化硫，使实验在密闭的环境下进行，防止有毒气体泄露，既有利于师生健康，又有利于环境的保护；
2）在反应过程中可通过抽动镍铬丝来控制反应的进行，操作方便。因为镍铬丝的硬度比铜丝的大，有利于操作，且不与70%硫酸反应；
3）实验现象明显。首先，用铜丝来代替铜片，增大了铜与浓硫酸的接触面积，使反应速率加快；其次，将98%的浓硫酸稀释为70%的硫酸，能让学生容易观察到蓝色的硫酸铜溶液生成。教材中采用的是98%的硫酸与铜片反应，实验中往往看不到蓝色的硫酸铜溶液，或者在硫酸铜溶液中有黑色物质生成，或者产98%的浓硫酸的吸物为墨绿色的浊液。究其原因是：水性比70%的强，且98%的浓硫酸沸点高达338℃，
而硫酸铜晶体在258℃时就全部失水，加热的过程中，水分被蒸发掉，硫酸铜在非水体系中不显蓝色，因此看不到蓝色的硫酸铜溶液生成，只看到黑色固体。有人认为该黑色物质为铜与浓硫酸共热时反应生成的硫化铜和硫化亚铜的混合物[6]。也有人认为，铜与浓硫酸反应时有多种副反应发生[7]，如：
5Cu+4H2SO 4(浓) ﹦Cu 2S+3CuSO4+4H2O （低于100℃）
随着温度的升高，浓硫酸氧化性增强，继续发生如下的副反应：
Cu 2S+2H2SO 4(浓) ﹦CuS+CuSO4+SO 2↑+2H2O CuS+2H2SO 4(浓) ﹦CuSO 4+SO 2↑+S+2H2O 在二氧化硫逸出的同时，铜片上的硫化铜和硫化亚铜黑色沉淀掉落，与淡黄色固体硫和少量蓝色硫酸铜水合物混合，形成墨绿色的浊液。第三，用品红溶液来代替试纸，使学生更容易观察到反应的变化，产生的气体二氧化硫能使品红溶液褪色，说明其具有漂白性。
参考文献：
[1]人民教育出版社. 全日制普通高级中学教科书（必修）化学[M ]. 北京:民教育出版社,2003.
[2]赵受高. 浅议新课程下实验教学的重要性[J ]. 读与写(教育教学刊) ,2007, (6) :64.
[3]娄广信. 浓稀HNO 3氧化性强弱辨析[J ]. 消费导刊,2007,
(4) :77-89.
[4]叶瑞心. 论化学实验在中学教学中的地位和作用[J ]. 科技资讯,2007, (7) :45-46.
[5]董晓辉. 铜与浓硫酸反应的实验改进[J ]. 现代中小学教育,1999, (9) :44.
[6]蒋郴立. 铜与浓硫酸反应演示实验的改进[J ]. 实验教学与仪器(综合版) ,2005,22(4) :27-28.
[7]杨丽君, 沙丽丽. 铜与浓硫酸反应实验的探究[J ]. 玉溪师范学院学报,2005,22(12) :43-45.
（责任编辑：朱
彬）
116
第13卷第2期2011年4月
遵义师范学院学报
Journal of Zunyi Normal College
Vol.13,No.2Apr.2011
铜与浓硫酸反应实验装置的改进
罗宿星，勾华，伍远辉
（遵义师范学院化学系，贵州遵义563002）
摘
要：现行中学化学教材中铜与浓硫酸反应的实验装置设计不完善，原实验装置反应易产生SO 2等有毒气体，从而对环
境造成污染，作者就此提出改进意见，使反应过程密闭，减少了有毒气体对环境的污染。关键词：铜；浓硫酸；实验装置；改进中图分类号：G633.8
文献标识码：C
文章编号：1009-3583（2011）
-02-0115-02
£¨1）实验目的
让学生观察到有蓝色的硫酸铜溶液生成；观察到
有二氧化硫气体生成。
（2）实验原理
收稿日期：2010-09-20
基金项目：贵州省基础教育研究资助项目(2008A017) ；遵义师范学院基础教育研究资助项目(2008003)
作者简介：罗宿星，女，四川眉山人，遵义师范学院化学系讲师，硕士，主要从事催化化学的研究。
115
第13卷第2期遵义师范学院学报2011年4月
Cu +2H 2SO 4(浓) ﹦CuSO 4+SO2↑+2H 2O （3）实验用品细铜丝一小撮、镍铬丝一根、具支试管两支、铁架台、酒精灯，98%的浓硫酸溶液、品红溶液、20%的NaOH 溶液。
（4）实验步骤
按照实验装置图将装置安装好，检查装置的气密性；取98%的浓硫酸5ml 稀释为质量分数为70%的硫酸，加到1号具支试管中，用带有镍铬丝和玻璃导管的橡皮塞塞好（细铜丝不能与浓硫酸接触）；在2号具支试管中加入5ml 品红溶液，用带有玻璃导管的橡皮塞塞紧（插入品红溶液的导管要深入到液面以下）；在小烧杯中加入20%的NaOH 溶液20ml ，用来吸收多余的有毒气体二氧化硫。
用酒精灯在1号具支试管下加热，待硫酸沸腾后抽动镍铬丝，使细铜丝与硫酸接触并反应，产生的二氧化硫气体通过玻璃导管与品红溶液反应。待品红溶液褪色后，抽动镍铬丝，使铜丝与硫酸分开，反应停止。然后拆开2号具支试管口的橡皮塞（防止倒吸），最后拆去酒精灯，停止加热，反应结束。
（5）结论
1）用20%的氢氧化钠吸收多余的二氧化硫，使实验在密闭的环境下进行，防止有毒气体泄露，既有利于师生健康，又有利于环境的保护；
2）在反应过程中可通过抽动镍铬丝来控制反应的进行，操作方便。因为镍铬丝的硬度比铜丝的大，有利于操作，且不与70%硫酸反应；
3）实验现象明显。首先，用铜丝来代替铜片，增大了铜与浓硫酸的接触面积，使反应速率加快；其次，将98%的浓硫酸稀释为70%的硫酸，能让学生容易观察到蓝色的硫酸铜溶液生成。教材中采用的是98%的硫酸与铜片反应，实验中往往看不到蓝色的硫酸铜溶液，或者在硫酸铜溶液中有黑色物质生成，或者产98%的浓硫酸的吸物为墨绿色的浊液。究其原因是：水性比70%的强，且98%的浓硫酸沸点高达338℃，
而硫酸铜晶体在258℃时就全部失水，加热的过程中，水分被蒸发掉，硫酸铜在非水体系中不显蓝色，因此看不到蓝色的硫酸铜溶液生成，只看到黑色固体。有人认为该黑色物质为铜与浓硫酸共热时反应生成的硫化铜和硫化亚铜的混合物[6]。也有人认为，铜与浓硫酸反应时有多种副反应发生[7]，如：
5Cu+4H2SO 4(浓) ﹦Cu 2S+3CuSO4+4H2O （低于100℃）
随着温度的升高，浓硫酸氧化性增强，继续发生如下的副反应：
Cu 2S+2H2SO 4(浓) ﹦CuS+CuSO4+SO 2↑+2H2O CuS+2H2SO 4(浓) ﹦CuSO 4+SO 2↑+S+2H2O 在二氧化硫逸出的同时，铜片上的硫化铜和硫化亚铜黑色沉淀掉落，与淡黄色固体硫和少量蓝色硫酸铜水合物混合，形成墨绿色的浊液。第三，用品红溶液来代替试纸，使学生更容易观察到反应的变化，产生的气体二氧化硫能使品红溶液褪色，说明其具有漂白性。
参考文献：
[1]人民教育出版社. 全日制普通高级中学教科书（必修）化学[M ]. 北京:民教育出版社,2003.
[2]赵受高. 浅议新课程下实验教学的重要性[J ]. 读与写(教育教学刊) ,2007, (6) :64.
[3]娄广信. 浓稀HNO 3氧化性强弱辨析[J ]. 消费导刊,2007,
(4) :77-89.
[4]叶瑞心. 论化学实验在中学教学中的地位和作用[J ]. 科技资讯,2007, (7) :45-46.
[5]董晓辉. 铜与浓硫酸反应的实验改进[J ]. 现代中小学教育,1999, (9) :44.
[6]蒋郴立. 铜与浓硫酸反应演示实验的改进[J ]. 实验教学与仪器(综合版) ,2005,22(4) :27-28.
[7]杨丽君, 沙丽丽. 铜与浓硫酸反应实验的探究[J ]. 玉溪师范学院学报,2005,22(12) :43-45.
（责任编辑：朱
彬）
116