高中化学/目录/铜与浓硫酸的反应

实验准备[编辑]

所需器材[编辑]

试管、酒精灯、导管、橡胶管、橡皮塞（单孔）、烧杯

所需试剂[编辑]

铜、浓硫酸、氢氧化钠溶液

实验步骤[编辑]

1.将铜与浓硫酸装入试管中，组装好实验装置，检查气密性。

2.往烧杯中加入氢氧化钠溶液，将橡胶管的末端伸入溶液中。

3.点燃酒精灯，先对试管底部预热，再集中加热。

4.观察实验现象。

实验现象[编辑]

试管内有白色晶体析出，产生酸雾，并且产生有刺激性气味的气体。

反应方程式如下（“Concentrated”为“浓”的英文，下同）：

{\ce {Cu{+}2H2SO4(Concentrated)->[\vartriangle ]CuSO4{+}SO2\uparrow {+}2H2O}}

实验原理[编辑]

通过初中阶段的学习我们可以了解到，铜的活动性顺序是在氢之后的，但是为什么铜可以和浓硫酸反应，而不能和稀硫酸反应呢？这和浓硫酸本身的性质有关。

稀硫酸在水中可以完全电离，电离方程式为：

{\ce {H2SO4->2H+{+}SO4^{2-}}}

由于溶液中 ${\ce {H+}}$ 的存在，稀硫酸具有酸的通性，表现氧化性的是+1价的 ${\ce {H+}}$ ，其氧化性较弱，还原产物为 ${\ce {H2}}$ 。

而浓硫酸中的主要成分为 ${\ce {H2SO4}}$ 分子，其中硫元素为+6价（这也是硫元素的最高价态），具有很强的氧化性，还原产物为 ${\ce {SO2}}$ ，其中硫元素为+4价，因得到电子而被还原。因此，浓硫酸可在加热条件下与除 ${\ce {Pt}}$ 、 ${\ce {Au}}$ 以外的其他金属反应（常温下 ${\ce {Fe}}$ 、 ${\ce {Al}}$ 遇浓硫酸钝化，并不是不反应）。