铜和浓硫酸反应实验装置的优化设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2a3900824.html,

铜和浓硫酸反应实验装置的优化设计

作者：刘林廖钫

来源：《现代职业教育·高职高专》2018年第08期

[摘要] 针对中学教材中铜和浓硫酸实验存在的不足，对实验装置和反应物进行了改进。

实验改进后，能够在加快反应速率的同时控制反应发生进度，还能极大地减少污染物的排放，体现绿色化学理念。此外，改进后的实验装置还适用于铜和浓硝酸相关的化学反应，达到一器多用的效果。

[关键词] 铜和浓硫酸反应；实验改进；优化设计

[中图分类号] O6-3 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）22-0080-01

铜和浓硫酸反应是现行人教版化学教材中非常重要的一个演示实验，它体现了浓硫酸的强氧化性，也易于加深学生对氧化还原反应的理解。关于铜和浓硫酸的反应，许多化学教师对实验进行了改进。从总体上来看，改进方向分为以下两个方面：对反应可控性的改进；对SO2

气体性质检验方法以及尾气吸收装置的改进等。笔者就教材中铜和浓硫酸反应演示实验存在的不足之处对其进行了总结归纳：将铜丝与浓硫酸一起加热，由于铜与浓硫酸反应较为复杂，不同的温度下会产生诸多副反应，影响蓝色溶液的观察；铜丝与浓硫酸接触面积小，会对反应速率造成一定的影响；当铜与浓硫酸反应产生的气体量减少时，会发生倒吸现象；装置未对尾气进行处理，SO2具有刺激性气味，直接排入空气中，不仅会影响师生健康，还会污染环境，不利于加强学生的环保意识；将冷却后的液体倾倒入盛有少量水的试管中，这个过程中也存在一定量的SO2气体外溢，不符合绿色化学的理念。

针对上述问题，笔者在将浓硫酸加热至沸腾的情况下，以减少副产物、加快反应速率、体现绿色化学理念等为目的，对实验装置以及反应物做出了改进。

一、实验仪器与药品

1.仪器：铁架台、十字夹、铁夹、铁圈、三颈烧瓶、酒精灯、石棉网、玻璃导管、试管、单联球、医用注射器、止水夹、橡胶塞、脱脂棉若干、橡胶管。

2.药品：浓硫酸、铜丝、铜片、品红溶液、氢氧化钠溶液、蒸馏水。

二、实验装置（铁架台、十字夹、铁夹、铁圈、酒精灯已略去）

三、实验过程

1.如图所示，连接好实验装置，并检查装置的气密性。