对铜与浓硫酸反应问题的探究

铜与浓硫酸反应是高一化学中一个重要的演示实验，它彻底颠覆了学生原有的初中知识“只有活泼金属才能与酸反应”的传统观念，这种传统观念的颠覆，也为学生解脱桎梏，开放了思想，为进入高层次的知识学习，释放了全新的空间。下面，就针对铜与浓硫酸反应教学中的问题谈谈我个人的一些看法。

一、铜与浓硫酸反应的演示实验中应有对比性

在授课过程中，除了向学生交代必要的实验准备（包括药品，仪器，实验基本操作，实验注意事项等），还要做好铜与稀硫酸在常温下，加热条件下反应的对比试验，这样做的好处是显然的：（1）回顾初中的知识，达到温故知新、承前启后的作用；（2）用事实说话，使事情具体化，更有说服力；（3）能使学生对知识的接受能按事物发展的规律，循序渐进，少走弯路。

二、教师在教学过程中应重视对学生的环保教育

环境保护放在当今的社会，是一个非常令人重视的事情，也是高考热点之一。人教版化学必修1对于铜与浓硫酸反应的实验中，有关环保的问题，做了很有益的尝试。先前旧版的化学教材，是把铜片直接放到试管中的浓硫酸中去，新版教材的实验是用铜丝代替铜片进行试验。

新版教材中用铜丝做演示实验，可随时终止反应的进行，既节约了材料，又减少了反应过程中释放出的SO2，起到了很好的环保作用。作为教师，千万不要辜负了编者的良苦用心，应把编者的这种理念传达给学生，培养他们良好的环保意识。

三、教师在教学过程中，应教会学生认真观察实验现象，并通过现象认识事物的本质

对事物现象观察是否得当，并透过现象能否看到事物的本质，这是一个优秀中学生能否学好化学所应具备素质。如，在铜与浓硫酸反应的演示实验中，如果任由学生随意性地去观察实验现象，那样结果也是随意的、分散的。其实老师可引导学生去观察，这个实验的现象观察可分三步走：首先，让学生在实验过程中观察铜丝表面的变化；其次，观察导出的气体通入品红溶液的现象；最后，观察铜与浓硫酸反应后余下溶液的颜色变化。这样做，可以培养学生良好的观察能力，同时使学生对实验现象的观察也更具层次性、全面性。当然这样做的缺点也是显然的，有了条条框框，限制了学生的思维，但在学生学习的初级阶段，这样做也是无可厚非的。

那么，对实验现象的解析，教师也不能直接把答案告诉学生，教师应充分地调动学生的能力，引导他们独立去解决这些问题。

比如，铜与浓硫酸反应中应有三个现象：铜丝表面会变黑色；品红溶液褪成无色；反应后的溶液冷却后经水稀释后变成蓝色。对于第一个现象铜丝表面变黑色，为什么会变黑色呢？黑色物质是什么？会引起学生浓厚的兴趣，应让学生们进行充分的表达，但由于学生们的知识水平、能力不同，所提出的见解结论也不同，归纳起来，有代表性的有三种：铜的表面形成了炭层；铜的表面形成了CuS，Cu2S；铜的表面形成了CuO。铜的表面黑色物质究竟是什么？老师开始引导学生进行思考，如果学生思无头绪，教师可适当进行提示：“根据质量守恒定律……”，老师话刚说完，反应快的学生已经说开了：“反应物只有Cu，H2SO4，最多加上H2O参与反应，根据质量守恒定律，反应物只含Cu，H，S，O四种元素，则生成物也只含Cu，H，S，O四种元素，所以可以排除第一种结论，则第二、三种结论都有可能成立。第二、三种结论的解决，可提示学生应借助实验来完成验证。其实根据学生现有的水平，利用实验解决好这个问题应不是难事，他们只需将变黑了的铜丝，放入装有稀硫酸的试管中，稍微加热，然后观察溶液颜色的变化就可以了。对于第二个现象，产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，因为之前有了SO2的性质作铺垫，学生也会很容易就解决好了。对于第三种现象，铜与浓硫酸反应后溶液颜色问题，教师一定要等到溶液冷却后，再加水稀释后进行观察，如果不加水稀释，我们是看不到我们期待的现象的。

四、铜与浓硫酸反应，属不属于离子反应的辨析

在中学阶段，有许多老师对该反应属不属于离子反应，还存在着一定的争鸣。那我们该如何看待这个问题呢？流行的说法是，该反应不属于离子反应，原因如下：（1）该反应不具备离子反应所发生的必要条件，在水溶液或熔融状态下（这是形成自由移动离子的必要条件），反应前体系中并不存在自由移动的离子，浓硫酸在溶液中一般是以水合离子（H2SO4·nH2O）形式存在；（2）是生成物CuSO4是离子化合物，但因为体系中自由水的量很少，生成的CuSO4绝大部分都以晶体形式析出，其实类似于氯化铵与氢氧化钙的反应体系，尽管反应物生成物均有离子化合物，但也不属于离子反应。我个人认为，铜与浓硫酸反应分两步走，第一步，铜被浓硫酸氧化，反应方程式如下：Cu+H2SO4（浓）=CuSO4+SO2+H2O，该反应不是离子反应；第二步反应体现出硫酸的酸性，反应方程式如下：CuO+H2SO4=CuSO4+H2SO4，该反应是不是离子反应，也应一分为二，如果温度较高时，该溶液成蓝色，是离子反应，因为此时，温度较高，水和硫酸分子释放出较多的自由水，加上反应过程中生的水，溶液中Cu2+一般以Cu（H2O）42+形式存在；如果温度较低情况下，溶液颜色逐渐变浅，至室温是无色，此时Cu2+以CuSO4形式存在，并且大量结晶析出，就不是离子反应也不能用离子反应方程式来表示了。

（作者单位 广东省云浮市云硫中学）