化学:金属铜在什么情况下可以和硫酸起反应
Cu和浓硫酸在加热的条件下反应,是教科书的答案。 实际上,将铜片浸泡在稀硫酸中,久置,也会发生化学反应,不过,这次空气中的氧气是氧化剂,而且,是个缓慢不剧烈的过程。 2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O
需要加热。
铜在金属活性顺序表里排在氢离子的后面,意味着它不能跟一般的非氧化性酸反应。铜在加热条件下能跟浓硫酸反应:Cu+2H2SO4(浓)(加热)=CuSO4+2H2O+SO2↑。
反应现象是铜片表面有气泡产生,产生有刺激性气味气体,荣也转为褐色(不是蓝色,因为浓硫酸介质中,水分含量少,硫酸铜大部分析出)。
铜与浓硫酸反应现象是会有气泡生成,铜逐渐被溶解,等待反应溶液冷却后将其稀释,溶液呈蓝色。
铜与浓硫酸反应产生的气体能够使紫色石蕊溶液变红或者使品红溶液褪色。如果反应中浓硫酸过量,铜的表面会先变黑,形成黑色浊液,而后又变成白色溶液。铜完全反应后,会有灰白色物质沉于试管底部。
性质
酸性气体:氯化氢、二氧化碳。
浓硫酸不能用作碱性气体(例如氨气)的洗气装置,因为浓硫酸与氨气反应。
浓硫酸不可干燥溴化氢、碘化氢,硫化氢等还原性气体。
浓硫酸实际上不能干燥二氧化硫,因为二氧化硫易溶于浓硫酸。
需要特别注意的是,硫酸不能干燥二氧化氮,因为NO2溶于浓硫酸生成亚硝基硫酸等一些物质。
铜和浓硫酸置于容器中加热会生成二氧化硫,反应进行一段时间后,反应会逐渐变慢,最后反应停止,这是因为浓硫酸溶液中溶质质量分数逐渐减小,而铜不与稀硫酸反应,所以反应最后停止。
将铜换成锌,则锌与稀硫酸反应,生成氦气。将锌、铜加入稀盐酸溶液中,锌反应有气泡冒出,铜不反应,无现象。说明铜位于氦的后面,锌位于氦的前面,能证明锌和铜的活动性强弱。将锌放入硫酸溶液中,锌的表面置换出红色的铜,说明锌的活动性比铜强。
铜和硫酸反应化学方程式为Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2↑+2H2O;5Cu+4H2SO4=Cu2S↓+3CuSO4+4H2O;Cu2S+2H2SO4=CuS↓+CuSO4+2H2O+SO2↑;CuS+4H2SO4=CuSO4+4SO2↑+4H2O。
实际上和浓硫酸反应过程非常复杂。
国外的化学工作者指出铜和浓硫酸共热时最常见到的反应产物是硫酸铜和硫化亚铜。
在80℃以后,随着温度的提高,反应中硫酸铜的生成逐渐增加,而硫化亚铜的生成却逐渐减少,到达270℃时,硫化亚铜在反应中完全消失。反应Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O。
在各种温度都占优势,而在270℃以上时则是唯一的反应。另一个反应5Cu+4H2SO4=Cu2S↓+3CuSO4+4H2O。
在使用硫酸铜时必须注意以下事项:
(1)、 硫酸铜的毒性与水温成正比,因此一般应在晴天上午使用效果较好,依水温相对减少用量。
(2)、硫酸铜的用量与水体肥度、有机物和悬浮物含量、盐度、PH值成正比,因此在使用过程中要视池塘的具体情况选择适当的用量。
(3)、水体呈碱性时慎用硫酸铜,以免形成氧化铜毒死鱼类。
(4)、硫酸铜对鱼类等水生动物的安全浓度范围较小,毒性较大(尤其对鱼苗),因此在使用时应准确计算用量。
以上内容参考:百度百科-硫酸
以上内容参考:百度百科-铜