铜与98%的浓硫酸反应的现象是什么,是产生氧化铜还是硫酸铜晶体?溶液会变蓝吗?
实验原理:CuO+H2SO4+4H2O----->CuSO4.5H2O
实验步骤:
实验方法:
1.用CuO和稀硫酸反应后滤液结晶得到。
2.硫酸铜晶体溶解后利用晶种再结晶得到。
方法一:
实验用品:铁架台(带铁圈)、蒸发皿、坩埚钳、玻璃棒、烧杯、量筒、漏斗、滤纸、剪刀、药匙、氧化铜、稀硫酸(1:4)
实验步骤:
1.用量筒量取15毫升稀硫酸倒入一个蒸发皿里,蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热到将近沸腾(但不要使稀硫酸沸腾)。然后注意保持这个温度,一边用玻璃棒进行搅拌,一边慢慢地撒入氧化铜粉末,直到氧化铜不再溶解为止。
2.装置好漏斗,趁热过滤(过滤时不溶性物质可以留在蒸发皿里,不必转移到滤纸上)。将滤液收集在烧杯里。使滤液逐渐冷却,仔细观察晶体生成时所发生的现象,并记录晶体的颜色和形状。如果滤液放置一段时间后,没有晶体生成,可以把滤液倒入洗净的蒸发皿里蒸发几分钟,再放置冷却,就会有晶体生成。
稀硫酸(15毫升)量筒 蒸发皿(加热) 加氧化铜 过滤(趁热) 冷却 晶体析出
方法二:
称取75克硫酸铜晶体放在烧杯里,加水200毫升。当晶体完全溶解后过滤,得到澄清的硫酸铜饱和溶液。取一块硫酸铜小晶体作晶种,用细铜丝扎牢后吊入溶液中。每隔2—3天,把上述晶体和溶液转入另一烧杯中,除去烧杯底部析出的小晶粒。一段时间后晶体不断长大,并且从不规则形逐渐变成规则的晶体。晶体长大后从溶液中取出,擦干表面后涂上清漆或其他保护层,以防止表面风化
说明:实际铜与浓硫酸反应现象非常复杂,至今学术界仍在讨论.对于中学生来说,掌握上面叙述就完全可以了.如果感兴趣,可以阅读下面内容(警告:对高考来说全无用处!!!)
铜与浓硫酸反应实验现象的探究与分析
[摘要]铜与浓硫酸共热反应因两者的量不同,反应时的最终现象不同。若浓硫酸过量时,主要现象有:铜表面先变黑,形成黑色浊液,随后又变成白色浊液。铜全部反应完后,静置,灰白色物质沉于管底,所得溶液呈淡蓝色,冷却至室温呈无色。反应中还伴有白色烟雾,并有淡黄色物质冷凝在管壁。若铜过量,最终得灰白色固体物质。由此说明铜与浓硫酸共热的反应是很复杂的,且反应后所得溶液颜色随温度变化而变化。
[关键词] 铜 浓硫酸 共热反应 现象 原因
高一新教材P131页关于铜与浓硫酸反应的实验叙述是这样的:“实验表明,浓硫酸与铜在加热时能发生反应,放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体,反应后生成物的水溶液显蓝色。说明铜与浓硫酸反应时被氧化为Cu2+”。
然而该实验的现象并非这么简单,且实验有两种情况:
一种情况是浓硫酸过量。用下列“实验装置图1”(固定仪器和加热酒精灯均未画出)来完成此实验。其实验现象有(按实验进程):铜与冷的浓硫酸不发生反应,加热时随浓硫酸温度升高铜丝(或铜片)表面变黑,产生气泡,细小黑色颗粒状物质从铜丝(或铜片)表面进入浓硫酸中,形成黑色的悬浊液。随着加热温度继续升高(至沸腾),黑色颗粒状物质与浓硫酸反应,转变成细小灰白色的颗粒状物质,随浓硫酸一起翻滚。在此过程中试管里还产生了大量的白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁冷凝析出淡黄色固体物质。在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢消失了。此间导气管导出的气体分别使紫色石蕊试液变红,使品红溶液和KMnO4溶液褪色。当铜全部反应后,停止加热静置时,试管内的烟雾也随之慢慢消失了,试管中的液体呈浅蓝色,管底沉积的固体物质呈灰白色。继续冷却试管时,溶液颜色慢慢变浅,至室温时几乎无色。将此无色溶液注入盛有少量水的试管中,所得溶液变为浅蓝色。再向残留有灰白色固体的试管中滴加少量蒸馏水时,所得溶液呈蓝色,试管底部未溶固体的上层部分呈蓝色,下层仍为灰白色(久置时可变为蓝色)。
NaOH溶液 铜 浓硫酸 安全 紫色石 品红 KMO4 NaOH 铜 浓硫酸
装置 蕊试液 溶液 溶液 溶液
实验装置图1 实验装置图2
另一种情况是铜过量。用“实验装置图2” (固定仪器和加热酒精灯均未画出)完成此实验。为了便于观察有关反应现象和验证产物,将细铜丝一端卷成螺旋状没入浓硫酸中,另一端露置在液面上方(如图2所示)。长玻璃导管是让挥发的浓硫酸和水冷凝回流。开始加热反应时的现象与前者相同。随着反应的不断进行,试管和长导气管内壁有少量淡黄色固体物质凝聚。露置于试管液面上方的光亮铜丝逐渐变黑。一会儿后试管里的硫酸全部反应完,试管里的物质变为灰黑色的固体。取出试管中原来露置液面上变黑的铜丝,将其分别置于盛有一定量浓硫酸和稀硫酸的两支试管中,震荡,铜丝表面的黑色物质不溶。若将光亮的铜丝在空气中加热变黑后,再分别置于盛浓硫酸和稀硫酸的两支试管中时,振荡,发现置于稀硫酸中的铜表面的黑色物质全部溶解,光亮的铜露出;浓硫酸中的铜表面的黑色物质只有部分溶解。
从上述实验现象来看,教材中描述的实验现象是过于简单,容易引起学生形成一些模糊认识。是此教者在教学中可做对比实验,并示其学生掌握知识的情况作适当的分析交待,一是澄清学生中产生的模糊认识,使之准确理解;二是供一部分学有余力的学生和兴趣爱好者在课外进行研究性学习。
有关实验现象分析如下:
硫酸与铜共热时溶液中先产生黑色物质后变成灰白色物质的原因
浓硫酸与铜共热反应是分步进行的,铜先被浓硫酸氧化为黑色的氧化铜,氧化铜再与硫酸反应生成硫酸铜,这是反应过程中的主要化学反应,其反应的方程式为:
Cu+H2SO4(浓) CuO+SO2↑+H2O
CuO+ H2SO4(浓) CuSO4+ H2O
该过程的净化反应可表示为:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+ 2H2O
同时反应过程中还伴有一些副反应,如生成有CuS、Cu2S等黑色物质,随着反应的进行,这些物质又被浓硫酸氧化生成硫酸铜、二氧化硫、硫等物质。其副反应有:
5Cu+4H2SO4(浓) 3CuSO4+Cu2S+4H2O
Cu2S +2H2SO4(浓) CuSO4+CuS+ SO2↑+ 2H2O
CuS +2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+S+ 2H2O
S +2H2SO4(浓) 3 SO2↑+ 2H2O
反应过程中产生的黑色物质是CuO 、Cu2S 、CuS等,后来转变为灰白色物质是未溶解于浓硫酸中的CuSO4。
产生大量白色烟雾及凝聚的淡黄色固体物质慢慢消失的原因
由于反应溶液处于沸腾状态(浓硫酸的沸点温度为338℃),反应中生成的水及一定量的硫酸变成蒸气,因而在试管上方形成了硫酸的酸雾。浓硫酸与铜共热时的副反应中生成的硫在此温度下有一部分变成了硫蒸气从溶液中逸出,硫蒸气先被冷凝成淡黄色固体附着在试管壁上。随着试管内温度的逐渐升高,硫酸蒸气将凝聚的硫氧化为二氧化硫而慢慢消失。其反应的方程式为:
S +2H2SO4(浓) 3 SO2↑+ 2H2O
3.“实验装置图2”试管中露置铜丝变黑的原因
“实验装置图2”试管中露置铜丝变黑,既不是被试管中空气里的氧气氧化为氧化铜,也不是被挥发的硫酸蒸气氧化为氧化铜。因实验证明氧化铜能溶于浓硫酸或稀硫酸中(酸雾冷凝的硫酸溶液比浓硫酸的浓度小,氧化铜能溶解其中)。是此,该黑色物质是产生的硫蒸气与铜反应生成的硫化亚铜。其反应方程式为:
S(蒸气) +2Cu Cu2S
实验证明该黑色物质既不溶于冷的浓硫酸又不溶于稀硫酸,这正是硫化亚铜的性质(硫化亚铜只能被处在高温状态的浓硫酸氧化)。
4.“实验装置图1”中反应完毕后所得溶液颜色放置变浅的原因
这与Cu2+和水分子的络合作用及硫酸的吸水性有关。当溶液温度较高时,水合硫酸分子离解,产生了一定数量的自由水分子,这些自由分子便与Cu2+络合为四水络铜离子{[Cu(H2O)4]2+},并形成络合平衡:
Cu2++4H20 [Cu(H2O)4]2+
(无色) (蓝色)
使溶液呈现蓝色;降温时硫酸分子吸附水分子的能力增强,使上述络合平衡向左移动,溶液变为无色。硫酸的水合作用可用式子表示如下:
H2SO4(aq)+ n H20(l) H2SO4·nH20(aq);△H < 0
5.铜过量时浓硫酸全部反应完的原因
有人认为,浓硫酸与过量的铜反应终了时,铜和硫酸(变为稀硫酸)都有剩余。其理由是随反应进行时,由于硫酸的不断消耗和水的不断生成,致使硫酸浓度慢慢减小,当其变成稀硫酸时,铜与稀硫酸不再发生氧化还原反应,是此反应停止。上述实验表明不会出现这种情况。这是因为浓硫酸中含水的量很少,尽管反应过程中有一定量的水生成(生成的水大部分随硫酸蒸气冷凝回流到试管中),但导出的气体中必有一定量的水蒸气随二氧化硫气体逸出了,故浓硫酸并未实质性变稀,是此,只要有铜存在时,其氧化还原反应就可持续进行下去,直至硫酸全部反应完,得到硫酸铜和少量的氧化铜及硫化铜(硫化亚铜)的灰白色固体混合物。放置时可看到,长导气管中冷凝的水还在慢慢向下流动,试管上部内壁的无水硫酸铜与之接触之后发生水合作用,生成蓝色的五水合硫酸铜晶体。
值得注意的是,浓硝酸与过量的铜反应时存在硝酸浓度的量变而引起化学反应的质变问题,这是因为浓硝酸中水的含量超过了35%,即本身水的量较多。再加之该反应是在通常情况下进行的,反应中水没有变成蒸气逸出。随反应的进行硝酸不断消耗,硝酸浓度在慢慢减小,变成稀硝酸后,硝酸的还原产物则为NO,化学反应即发生了质的变化。
6.SO2不能使石蕊、甲基橙指示剂褪色的原因
将SO2持续通入盛有紫色石蕊试液或甲基橙试液的试管中,试液只会变红,不会褪色。这是因为SO2与水作用生成的H2SO3不能与这些物质发生加合作用。SO2是具有漂白性,但并非对所有的有色物质都有漂白性,上述这两种指示剂就是实例之一。常见的可被SO2漂白的有色物质有品红溶液、蓝色墨水、天然纤维素中含有的一些有色物质(如草帽辫、纸浆)等,这些漂白的机理均与SO2与水作用生成H2SO3有关,即H2SO3能与这些有色物质发生加合作用,使之褪色。SO2使另一类物质褪色值得注意,即SO2能使紫色KMnO4溶液褪色,能使溴水、碘水褪色,能使Fe3+的溶液褪色,这些“漂白”均属于氧化还原反应所致。
生成二氧化硫 硫酸铜 水 变成蓝色溶液
方程式是Cu+2H2SO4(浓)=(加热)CuSO4+SO2(气体)+2H2O
硫酸有酸性,不会产生金属的氧化物,如果产生,也会反应生成盐
生成,二氧化硫,硫酸铜,水。成溶液,变蓝色。
请问呢个系咩反应, 点解会出到hcl gas???
例如,硝酸盐(如硝酸钾)与98% 浓硫酸共热,可形成硝酸的气体,冷却得液态硝酸。 KNO3 + H2SO4 → KHSO4 + HNO3 但这方法不能用来制备有还原能力的挥发酸,因为热浓硫酸是氧化剂,可与此类挥发酸起氧化还原反应。例如溴化钠与98% 浓硫酸的反应: NaBr + H2SO4 → NaHSO4 + HBr 2HBr + ...
...为什么加入CuSO4能加快反应速率而加入98%的浓硫酸却不能加快反应速率...
Fe和稀H2SO4反应,加入CuSO4后,铜离子被铁还原成铜单质附在铁表面上,由于铁铜的活动性不同,在溶液里三者组成 “铁\/稀硫酸\/铜”的原电池,导致反应速率加快 加入98%的浓硫酸,少量的也会速率加快,浓硫酸稀释放热,温度升高,又提供了大量H+;大量的话可能刚初反应速率也加快,一段时间后就减小...
...请进:在30度硝酸铵饱和水溶液中,加入98%的浓硫酸,会怎么样???_百度...
按操作要求加是不会爆炸的,因为慢慢的加入会是反应产生的热量及时释放,如果不按操作流程的话,就算浓硫酸就算加到水里,也够让做实验的人休息两天了。至于反应,铵离子很稳定,在酸性条件先硝酸根都氧化不了,就不考虑硫酸的氧化了,浓硫酸加到水里,会生成水合硫酸分子,事实上确实减少了水的含量,...
简单的化学问题
浓硫酸不会挥发,98%以上的浓硫酸会产生三氧化硫烟,称为发烟硫酸 制氢时不用浓硫酸是因为浓硫酸氧化性很强,它与金属反应生成的是金属的硫酸盐和二氧化硫而不是氢气
这道题中为什么不能改用98%的浓硫酸或者加少量硫酸铜溶液呢?
浓硫酸不能制取氢气,所以不能加浓硫酸。硫酸铜溶液会减少氢气的产量,所以不能加。所以,可以对稀硫酸稍微加热,别太热,太热了太浓,制不出氢气。还可以把锌粒磨碎些,增大接触面积。
在一定条件下,足量铜与200g98%的浓硫酸充分反映,转移电子数是多少。要...
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O 2e- 196g 2mol 200*98% 2mol 可得当200g98%的浓硫酸完全反应时,转移电子2mol,即2NA,但由于该反应中铜不和稀硫酸反应,所以硫酸一定有剩余,即转移电子数小于2NA
用98%浓硫酸(密度为1.84g·ml)配制1mol·L稀硫酸100ml。
0.534 mL 其中,ρ为浓硫酸的密度,c为浓硫酸的质量分数。因此,需要取0.534 mL的98%浓硫酸,并将其加入到100 mL的水中,慢慢搅拌均匀,最终得到1 mol\/L的稀硫酸100 mL溶液。需要注意的是,在制备过程中应该注意安全,避免与浓硫酸直接接触,同时应该将浓硫酸缓慢加入水中,避免产生剧烈反应。
怎样把百分98的浓硫酸稀释成百分之一的稀硫酸
取一份98%的浓硫酸,则1*98%=0.98 若稀释成1%,则需要的需要加入的水为X份,解方程 98%=1%*(X+1)得X=97;即要把百分98的浓硫酸稀释成百分之一的稀硫酸,需要加入97倍体积的水。
苯和浓硝酸反应是可逆反应吗
苯的同系物磺化是可逆反应。苯的硝化反应:苯与浓硝酸和浓硫酸的混合物于55~60℃反应,苯环上的氢原子被硝基取代,生成硝基苯。苯的磺化反应:苯与98%浓硫酸在75~80℃时发生作用,苯环的氢原子被磺酸基取代生成苯磺酸。高中课本中这两个反应的条件均为加热,但实际上两反应发生所需的温度条件是不同...
用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫
我以为可能的原因是浓硫酸浓度太高,则氢离子浓度太低造成的!一般实验室得到二氧化硫用70%左右的浓硫酸,假如用98%的浓硫酸,产生的气体法案少,因为该反应的原理还是氢离子和亚硫酸根离子结合得到二氧化硫的!但假如用稀硫酸,则得到的二氧化硫会溶解在稀硫酸的水中,产生的气体有不明显了!
彭雄灵博: 答:铜逐渐溶解,有气泡生成,产生的气体能使紫色石蕊变红或品红溶液褪色.溶液冷却后稀释呈蓝色. 说明:实际铜与浓硫酸反应现象非常复杂,至今学术界仍在讨论.对于中学生来说,掌握上面叙述就完全可以了.如果感兴趣,可以阅读下面内容...
防城区19227568154: 浓硫酸与铜的反应现象是什么 - ?
彭雄灵博: 现象是:铜溶解,溶液变蓝,有无色刺激性气体生成,该气体可以使品红溶液褪色,加热退色溶液,溶液红色回复.方程式:Cu+2H2SO4(浓)=△=CuSO4+SO2↑+2H2O
防城区19227568154: 浓硫酸与铜反应现象 - ?
彭雄灵博:[答案] 铜丝,或者铜片吧,溶解,溶液变蓝,铜丝(或者铜片)上会有气泡冒出.实际的情况则可能还出现:溶液变浑浊,并有黑色的物质生成,是生成了少量硫化铜
防城区19227568154: 浓硫酸与铜反应现象 - ?
彭雄灵博: 铜丝,或者铜片吧,溶解,溶液变蓝,铜丝(或者铜片)上会有气泡冒出.实际的情况则可能还出现:溶液变浑浊,并有黑色的物质生成,是生成了少量硫化铜
防城区19227568154: 铜丝与过量浓硫酸的产物是什么? - ?
彭雄灵博:[答案] 加热的话,产物就是CuSO4 + SO2 + H2O 浓硫酸是一个模棱两可的概念.98%的是浓硫酸,70%的也是浓硫酸!98%的硫酸中含水很少,得到的硫酸铜是白色的!需要加水才可以看到有蓝色溶液!70%的硫酸在加热条件下也能和金属铜反应...
防城区19227568154: 铜丝与过量浓硫酸的产物是什么? - ?
彭雄灵博: 加热的话,产物就是CuSO4 + SO2 + H2O 浓硫酸是一个模棱两可的概念.98%的是浓硫酸,70%的也是浓硫酸!98%的硫酸中含水很少,得到的硫酸铜是白色的!需要加水才可以看到有蓝色溶液!70%的硫酸在加热条件下也能和金属铜反应得到硫酸铜,但由于水很多,则可以直接看到有硫酸铜溶液为蓝色!所以出现了两种情况!
防城区19227568154: 铜和浓硫酸反应 - ?
彭雄灵博:[答案] 铜和浓硫酸反应的现象:一种情况是浓硫酸过量.用下列“实验装置图1”(固定仪器和加热酒精灯均未画出)来完成此实验.其实验现象有(按实验进程):铜与冷的浓硫酸不发生反应,加热时随浓硫酸温度升高铜丝(或铜片)表...
防城区19227568154: Cu与浓硫酸反应现象 貌似有蓝色溶液产生,然后又变黑? - ?
彭雄灵博:[答案] 硫酸与铜共热时溶液中先产生黑色物质后变成灰白色物质的原因 浓硫酸与铜共热反应是分步进行的,铜先被浓硫酸氧化为黑色的氧化铜,氧化铜再与硫酸反应生成硫酸铜,这是反应过程中的主要化学反应,其反应的方程式为: Cu+H2SO4(浓) ...
防城区19227568154: 浓硫酸+铜加热反应 实验现象是什么? - ?
彭雄灵博: Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O 产生的水太少了啊,全蒸发或者被浓硫酸吸收了.根本不能变成溶剂哦..
防城区19227568154: 铜片和沸腾的浓硫酸接触后有何现象?? - ?
彭雄灵博: 铜迅速溶解于沸腾的浓硫酸,浓硫酸变成蓝色并有大量无色并带有刺激性气味的气体放出.