实验材料与方法

取一支干燥试管，放入一小块铜片，加入3mL浓硫酸。将试管固定在铁架台上，用带有导管的橡皮塞塞紧试管口，导管末端连接一段玻璃管，玻璃管内悬挂湿润的品红试纸。导管出口处包裹一团蘸有氢氧化钠溶液的棉花。用酒精灯缓慢加热试管底部。

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实验现象记录

加热过程：铜片表面逐渐产生大量气泡，溶液由无色变为灰黑色

气体检验：湿润的品红试纸逐渐褪色，最终变为白色

溶液稀释：冷却后将反应液倒入盛有20mL水的烧杯中，溶液呈现清澈的蓝色

后续验证：对已褪色的品红试纸微微加热，试纸恢复红色

反应原理分析

主要化学方程式：
Cu + 2H₂SO₄(浓) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

浓硫酸的双重作用：

氧化性：将铜氧化为Cu²⁺，自身被还原为SO₂

酸性：氢离子形成水

现象解释

品红试纸褪色：生成的SO₂具有漂白性，能与品红形成无色化合物

试纸复色：加热使不稳定无色化合物分解，恢复品红本色

蓝色溶液：Cu²⁺在水溶液中形成[Cu(H₂O)₄]²⁺水合离子

氢氧化钠棉花：吸收未反应的SO₂，防止污染环境（SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O）

安全注意事项

实验应在通风橱中进行

浓硫酸稀释必须"酸入水"

加热时试管口禁止朝向人体

铝/铁容器可储存冷浓硫酸（因钝化作用），但不可用于加热实验

实验后废液需经碱中和处理

此实验生动展示了浓硫酸的强氧化性特征，与稀硫酸的性质有本质区别。工业上利用该原理生产硫酸铜，同时需注意SO₂尾气处理，符合绿色化学理念。铜与浓硫酸的反应条件控制（温度、浓度）对产物有重要影响，体现了化学反应条件的精密性。