文档介绍：中学化学中关于铜与浓硫酸实验的改进
摘要:铜与浓硫酸反应实验是中学的重要试验,在教材实验的基础上,对其反应条件进行探究,对其装置进行改进。关键词:硫酸浓度实验装置改进 T型管本实验改进高一人教版新教材必修1第四章第三节中的实验,主要改进其装置,使其安全易操作,除去安全隐患;探究铜与浓硫酸的反应条件,以得到更好的实验效果;使学生充分利用学科思维,进行创新设计。本次试验的教学目标主要有:掌握铜与浓硫酸反应的实验原理,用所学知识解释实验现象;学会此次实验的操作;通过实验,感受安全瓶在实验中的作用,体验T形管作用下的双线路实验;体验创新过程,增强安全意识。铜与浓硫酸之间反应的方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+ SO2↑+ 2H2O在实际操作中,铜可能会先变黑后溶解,这是因为反应是分两步进行的:Cu+H2SO4(浓)CuO+SO2↑+H2O CuO+ H2SO4(浓)CuSO4+ H2O除此之外,反应中还存在副反应:5Cu+4H2SO4(浓) 3CuSO4+Cu2S+4H2OCu2S +2H2SO4(浓)CuSO4+CuS+ SO2↑+ 2H2OCuS +2H2SO4(浓)CuSO4+ SO2↑+S+ 2H2OS +2H2SO4(浓)3 SO2↑+ 2H2O一、实验改进思路教材中采用如右图所示装置[1]:这个装置存在以下不足:①缺少尾气吸收装置,反应生成SO2气体会进入空气中污染环境;②不能够防止倒吸;③实验现象不明显(包括SO2气体使品红褪色的现象和生成CuSO4白色固体或蓝色溶液的现象。针对原装置的不足,提出以下改进思路:①增加盛有NaOH溶液的装置吸收尾气SO2[2];②防止的倒吸现象有两处:一是防止品红溶液进入反应试管,二是防止尾气吸收的碱液进入品红溶液。因此,可以用空试剂瓶作为安全瓶,分别放置在品红溶液与反应试管之间,以及品红溶液和尾气吸收装置之间[3];
③为了观察到明显的实验现象,但是在加热品红溶液时又要防止SO2逸出释放到空气中,可考虑在反应试管后面引出两条支路,一条用作性质检验,一条用作尾气吸收。二、实验研究的主要内容1.“铜与浓硫酸反应装置与条件探究”方案设计2.“铜与浓硫酸反应”最佳条件――①探究硫酸的浓度(注:V浓硫酸:V水必须大于5:1);②探究硫酸浓度水平(固定铜丝为4cm,V硫酸=5mL,铜丝为冷酸加入)三、:说明:实验装置中有两个安全瓶,可以防止倒吸。安全瓶1可以防止品红溶液倒吸入反应试管中,使试管骤冷而炸裂。安全瓶2则可以防止NaOH溶液倒吸入品红溶液中,使品红溶液变性,从而影响实验的成功。此外,本实验还利用了一个T型管设置了两条支路:性质检验和尾气处理。开始反应时,开启止水夹b,夹住止水夹a,反应结束后,开启止水夹a,加热品红溶液,此时逸出的SO2气体会被NaOH溶液吸收,安全环保。:温度,铜丝的质量和形状,铜丝加入浓硫酸中的时间,品红溶液的用量和浓度,浓硫酸的用量和浓度。本次实验只探讨硫酸浓度的影响,因此要把其他因素固定:铜丝长度为4cm,缠成螺旋状,加入到冷的硫酸中,每次取用浓硫酸的量为5mL,同时保证V浓硫酸:V水必须大于5:1。:(1).能明显观察到白色雾状气体,并证明是SO2(品红溶液褪色,结束实验后加热品红