對銅與濃硫酸反應問題的探究

銅與濃硫酸反應是高一化學中一個重要的演示實驗，它徹底顛覆了學生原有的初中知識“只有活潑金屬才能與酸反應”的傳統觀念，這種傳統觀念的顛覆，也為學生解脫桎梏，開放了思想，為進入高層次的知識學習，釋放了全新的空間。下面，就針對銅與濃硫酸反應教學中的問題談談我個人的一些看法。

一、銅與濃硫酸反應的演示實驗中應有對比性

在授課過程中，除了向學生交代必要的實驗準備（包括藥品，儀器，實驗基本操作，實驗注意事項等），還要做好銅與稀硫酸在常溫下，加熱條件下反應的對比試驗，這樣做的好處是顯然的：（1）回顧初中的知識，達到溫故知新、承前啟后的作用；（2）用事實說話，使事情具體化，更有說服力；（3）能使學生對知識的接受能按事物發展的規律，循序漸進，少走彎路。

二、教師在教學過程中應重視對學生的環保教育

環境保護放在當今的社會，是一個非常令人重視的事情，也是高考熱點之一。人教版化學必修1對于銅與濃硫酸反應的實驗中，有關環保的問題，做了很有益的嘗試。先前舊版的化學教材，是把銅片直接放到試管中的濃硫酸中去，新版教材的實驗是用銅絲代替銅片進行試驗。

新版教材中用銅絲做演示實驗，可隨時終止反應的進行，既節約了材料，又減少了反應過程中釋放出的SO2，起到了很好的環保作用。作為教師，千萬不要辜負了編者的良苦用心，應把編者的這種理念傳達給學生，培養他們良好的環保意識。

三、教師在教學過程中，應教會學生認真觀察實驗現象，并通過現象認識事物的本質

對事物現象觀察是否得當，并透過現象能否看到事物的本質，這是一個優秀中學生能否學好化學所應具備素質。如，在銅與濃硫酸反應的演示實驗中，如果任由學生隨意性地去觀察實驗現象，那樣結果也是隨意的、分散的。其實老師可引導學生去觀察，這個實驗的現象觀察可分三步走：首先，讓學生在實驗過程中觀察銅絲表面的變化；其次，觀察導出的氣體通入品紅溶液的現象；最后，觀察銅與濃硫酸反應后余下溶液的顏色變化。這樣做，可以培養學生良好的觀察能力，同時使學生對實驗現象的觀察也更具層次性、全面性。當然這樣做的缺點也是顯然的，有了條條框框，限制了學生的思維，但在學生學習的初級階段，這樣做也是無可厚非的。

那么，對實驗現象的解析，教師也不能直接把答案告訴學生，教師應充分地調動學生的能力，引導他們獨立去解決這些問題。

比如，銅與濃硫酸反應中應有三個現象：銅絲表面會變黑色；品紅溶液褪成無色；反應后的溶液冷卻后經水稀釋后變成藍色。對于第一個現象銅絲表面變黑色，為什么會變黑色呢？黑色物質是什么？會引起學生濃厚的興趣，應讓學生們進行充分的表達，但由于學生們的知識水平、能力不同，所提出的見解結論也不同，歸納起來，有代表性的有三種：銅的表面形成了炭層；銅的表面形成了CuS，Cu2S；銅的表面形成了CuO。銅的表面黑色物質究竟是什么？老師開始引導學生進行思考，如果學生思無頭緒，教師可適當進行提示：“根據質量守恒定律……”，老師話剛說完，反應快的學生已經說開了：“反應物只有Cu，H2SO4，最多加上H2O參與反應，根據質量守恒定律，反應物只含Cu，H，S，O四種元素，則生成物也只含Cu，H，S，O四種元素，所以可以排除第一種結論，則第二、三種結論都有可能成立。第二、三種結論的解決，可提示學生應借助實驗來完成驗證。其實根據學生現有的水平，利用實驗解決好這個問題應不是難事，他們只需將變黑了的銅絲，放入裝有稀硫酸的試管中，稍微加熱，然后觀察溶液顏色的變化就可以了。對于第二個現象，產生的氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，因為之前有了SO2的性質作鋪墊，學生也會很容易就解決好了。對于第三種現象，銅與濃硫酸反應后溶液顏色問題，教師一定要等到溶液冷卻后，再加水稀釋后進行觀察，如果不加水稀釋，我們是看不到我們期待的現象的。

四、銅與濃硫酸反應，屬不屬于離子反應的辨析

在中學階段，有許多老師對該反應屬不屬于離子反應，還存在著一定的爭鳴。那我們該如何看待這個問題呢？流行的說法是，該反應不屬于離子反應，原因如下：（1）該反應不具備離子反應所發生的必要條件，在水溶液或熔融狀態下（這是形成自由移動離子的必要條件），反應前體系中并不存在自由移動的離子，濃硫酸在溶液中一般是以水合離子（H2SO4·nH2O）形式存在；（2）是生成物CuSO4是離子化合物，但因為體系中自由水的量很少，生成的CuSO4絕大部分都以晶體形式析出，其實類似于氯化銨與氫氧化鈣的反應體系，盡管反應物生成物均有離子化合物，但也不屬于離子反應。我個人認為，銅與濃硫酸反應分兩步走，第一步，銅被濃硫酸氧化，反應方程式如下：Cu+H2SO4（濃）=CuSO4+SO2+H2O，該反應不是離子反應；第二步反應體現出硫酸的酸性，反應方程式如下：CuO+H2SO4=CuSO4+H2SO4，該反應是不是離子反應，也應一分為二，如果溫度較高時，該溶液成藍色，是離子反應，因為此時，溫度較高，水和硫酸分子釋放出較多的自由水，加上反應過程中生的水，溶液中Cu2+一般以Cu（H2O）42+形式存在；如果溫度較低情況下，溶液顏色逐漸變淺，至室溫是無色，此時Cu2+以CuSO4形式存在，并且大量結晶析出，就不是離子反應也不能用離子反應方程式來表示了。

（作者單位 廣東省云浮市云硫中學）