高中化學/目錄/銅與濃硫酸的反應

實驗準備

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所需器材

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試管、酒精燈、導管、橡膠管、橡皮塞(單孔)、燒杯

所需試劑

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銅、濃硫酸、氫氧化鈉溶液

實驗步驟

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  1. 檢查氣密性。
  2. 將銅與濃硫酸裝入試管中,組裝好實驗裝置。
  3. 往燒杯中加入氫氧化鈉溶液,將橡膠管的末端伸入溶液中。
  4. 點燃酒精燈,先對試管底部預熱,再集中加熱。
  5. 觀察實驗現象。

實驗現象

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試管內有白色晶體析出,產生酸霧,並且產生有刺激性氣味的氣體。

反應方程式如下(「Concentrated」為「濃」的英文,下同):

 

實驗原理

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通過初中階段的學習我們可以了解到,銅的活動性順序是在氫之後的,但是為什麼銅可以和濃硫酸反應,而不能和稀硫酸反應呢?這和濃硫酸本身的性質有關。

稀硫酸在水中可以完全電離,電離方程式為:

 

由於溶液中 的存在,稀硫酸具有酸的通性,表現氧化性的是+1價的 ,其氧化性較弱,還原產物為 

而濃硫酸中的主要成分為 分子,其中硫元素為+6價(這也是硫元素的最高價態),具有很強的氧化性,還原產物為 ,其中硫元素為+4價,因得到電子而被還原。因此,濃硫酸可在加熱條件下與除  以外的其他金屬反應(常溫下  遇濃硫酸鈍化,並不是不反應)。

思考與延伸

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實驗「反常」的現象

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在實驗進行時,可以明顯看到試管內生成了一團白色的 晶體,並且有酸霧產生,為什麼會發生這樣的現象呢?請讀者自行思考。

(由於生成的硫酸銅為晶體,所以如果要將該反應寫成離子方程式的形式,不能將 寫為  。)

拓展實驗:碳與濃硫酸反應

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上文已經提到,濃硫酸有很強的氧化性,可以與一些非金屬單質反應,而碳就是其中的一種。

反應方程式如下:

 

如果需要觀看該實驗的視頻,請點擊此連結:[1]

演示實驗

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如果需要更為直觀的體驗,請點擊下面的連結,觀看演示視頻。

【DEC】S10E4 硫酸和銅反應嗎?[2]