氧化铜与稀硫酸反应(铜和浓硫酸反应的现象深度解析)
之所以先在溶液中产生黑色物质,再用硫酸铜加热时变成灰白色物质 。
与浓硫酸铜的共加热反应是逐步进行的 。铜被浓硫酸氧化成黑色的氧化铜,然后氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜 。这是反应过程中的主要化学反应,反应过程中还伴随着一些副反应 , 如形成CuS、Cu2S等黑色物质 。随着反应的进行,这些物质被浓硫酸氧化,生成硫酸铜、二氧化硫和硫 。
它的副作用:
5Cu+4H2SO4(浓缩)= 3CuSO4+Cu2S+4H2O
Cu2S+2H2SO4(浓缩)=CuSO4+CuS+ SO2↑+2H2O
CuS+2H2SO4(浓缩)=CuSO4+SO2↑+S+2H2O
S+2H2SO4(浓缩)= 3so2+2h2o,
反应过程中产生的黑色物质有CuO、Cu2S、CuS等 。 , 后来变成灰白色物质,是不溶于浓硫酸的CuSO4 。
大量白烟和凝结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(浓硫酸的沸腾温度为338℃),反应中产生的水和一定量的硫酸变成蒸气,从而在试管上方形成硫酸酸雾 。在此温度下,与浓硫酸铜加热副反应产生的部分硫从溶液中逸出 , 硫蒸气凝结成淡黄色固体,附着在试管壁上 。随着试管内温度逐渐升高,硫酸蒸气将冷凝的硫氧化成二氧化硫,慢慢消失 。该反应的方程式是:
S+2H2SO4(浓缩)=3SO2↑+2H2O
铜过量时浓硫酸反应不完全的原因
有人认为浓硫酸与过量的铜反应时,铜和硫酸(变成稀硫酸)都会残留下来 。原因是随着反应的进行,由于硫酸的不断消耗和水的不断生成,硫酸的浓度缓慢下降 。变成稀硫酸 , 铜和稀硫酸的氧化还原反应就停止了,所以这个反应就停止了 。
以上实验表明,这种情况不会发生 。这是因为浓硫酸中的水量很少 。虽然在反应过程中会产生一定量的水(大部分产生的水冷凝后随硫酸蒸汽回流到试管中),但输出气体中一定量的水蒸气必须随二氧化硫气体逸出,所以浓硫酸并不会变得实质上更稀 。因此,只要有铜存在,它的氧化还原反应就能继续进行,直到所有的硫酸反应完毕,得到硫酸铜和少量的氧化铜和硫化铜(硫化亚铜) 。放置时,可以看到长气道内的冷凝水仍在缓缓流下 , 试管上部内壁的无水硫酸铜与之接触并水合 , 生成蓝色的五水硫酸铜晶体 。
浓硝酸与过量的铜反应时,硝酸浓度的量变引起化学反应的质变 。这是因为浓硝酸中水的含量超过35%,也就是水本身的量就大 。另外,反应是在正常情况下进行的,反应中的水不会以蒸气形式逸出 。随着反应的进行,硝酸不断被消耗,硝酸的浓度也在慢慢降低 。变成稀硝酸后,硝酸的还原产物是NO,化学反应发生了质变 。
【铜和浓硫酸反应的现象深度解析 氧化铜与稀硫酸反应】
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