[精品]氢气还原氧化铜实验探究

[精品]氢气还原氧化铜实验探究 更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页～ 氢气还原氧化铜实验探究 氢气还原氧化铜实验探究 学生学习的积极性来源于浓厚的学习兴趣、正确的学习动机、良好的学习方法，以及在学习过程中不断提高的学习能力和优良的学习效果。正确的学习动机是推动学生自觉积极学习的动力。浓厚的学习兴趣能使学生处于观察敏锐、理解迅速、记忆牢固、想象丰富、反应敏捷的积极的精神状态。教师在教学过程中，要充分利用实验、联系生活实际，培养学生正确的学习动机、激发学生的学习兴趣，使学生享受学习的乐趣，是初中化学教学的任务之一，也是减轻学生课业负担提高课堂教学质量的有效途径。怎样才能、培养学生的学习兴趣呢,做好化学实验是激发学生兴趣、启发学生思考、活跃课堂气氛、培养学生动手能力的有效途径。教师在平时教学中，要想确保化学实验操作程序规范、实验现象明显，每个实验都能达到预期的教学效果，就必须下功夫研究课本中出现的所有实验，对实验现象不明显或实验效果不佳的实验要想方设法加以改进，以增强实验教学的直观性。下面就如何做好氢气还原氧化铜实验，谈谈我的一些体会。 在氢气还原氧化铜实验中，往往得不到光亮的铜，实验后试管中残留的物质一般为无金属光泽的暗红色固体，久置于空气中会变黑。该暗红色固体是什么物质,它是如何生成的,怎样才能得到光亮的金属铜,为解决这些问题，我进行了一系列探索和研究。 首先取两支试管，在一支中加入少许铜屑，另一支中加入少许暗红色固体，然后向两支试管中分别注入3ml稀硫酸，再将两支试管同时放在酒精灯上用小火加热1分钟，发现放铜屑的试管中无明显变化，而放暗红色固体的试管中，溶液的颜色由无色渐渐地变成了蓝色。这组对比试验说明，铜屑在微热的条件下与稀硫酸不反应，而暗红色固体能与稀硫酸发生反应，由此可见，该暗红色固体不可能是纯净的铜。那它会不会是铜和氧化铜的混合物呢, 取两支试管，在一支中加入少许铜屑，另一支中加入少许暗红色固体，然后向两支试管中分别注入3ml无色的硝酸银溶液，充分振荡后发现，放铜屑的试管中，溶液的颜色逐渐 更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页～ 由无色变成了蓝色，而放暗红色固体的试管中，溶液的颜色无明显变化，这组对比试验说明了铜屑能和硝酸银溶液发生置换反应Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag?，使无色的硝酸银溶液变成了蓝色的硫酸铜溶液，而暗红色固体不能和硝酸银溶液发生置换反应，由此可见，暗红色固体的主要成分不可能是金属铜。那它的主要成分究竟是什么 笔者认为，它的主要成分应该是氧化亚铜。氧化亚铜为暗呢, 红色固体，不溶解于水，在潮湿的空气中能被缓慢氧化成氧化铜2Cu2O+O2=4CuO，在稀硫酸中能发生歧化反应 Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu?+H2O。暗红色固体的性质与氧化亚铜的性质 相吻合，所以说它的成分主要是氧化亚铜而不是铜。那么氧化亚铜是如何生成的呢, 在多项反应体系中，反应是在两项之间的接触面上发生的。在氢气与氧化铜的反应中，只有与氢气直接接触的表面一层氧化铜，才能被氢气还原成铜，生成的铜覆盖在氧化铜的表面阻止了反应的进一步进行，而生成的铜层与跟它接触的氧化铜之间又可发生反应Cu+CuO=Cu2O，依据是:一方面从离子结构来看Cu+是3d10应该比Cu2+(3d9)稳定，铜的第二电离能又较高，故在气态时Cu+的化合物是稳定的(注:在水溶液中，因Cu2+的水合热比Cu+的水合热大得多，故Cu+在溶液中不稳定，会歧化为Cu2+和Cu);另一方面从热力学角度来看，该反应的?H(298)=-11.7KJ，?G(298)=-19.4KJ，?S(298)=24.2J/K 说明了该反应在常温下是能自发进行的放热反应。再由吉布斯―霍姆赫兹公式:?G=?H-T?S可以看出，?G恒小于零〔注:?H、?S受温度影响不大，常用?H(298)和?S(298)代替?H和?S代入吉布斯―霍姆赫兹公式来估算使反应方向逆转的最低温度〕，该反应在任何温度下都是能自发进行的。而在工业上，正是利用这个反应，采用铜还原氧化铜矿石的方法，来制取大量的氧化亚铜的。 怎样才能生成光亮的金属铜呢,关键是要增大氧化铜和氢气的接触面和尽可能避免副反应Cu+CuO=Cu2O的发生，也就是要设法得到氧化铜薄层。我对氢气还原氧化铜的实验做了一些改进，具体做法是:首先向干燥的试管中滴一小滴水，转动试管使水均匀地湿润试管底部，然后向试管中加少许氧化铜粉末，轻轻转动试管使氧化铜粉末均匀地粘到试管底部的壁上，将多余的氧化铜倒出，用酒精 更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页～ 灯小火烘干后再进行氢气还原氧化铜的实验，通过这样的改进后反应现象明显，可制得光亮的铜镜。 在平时的教学中，教师要注重对化学实验的研究和探讨，给学生多创造一些亲手做对比性实验、探究性实验的机会，让学生做一些与工农业生产和生活实际密切相关的小课题研究，以培养学生用所学知识解决实际问题的能力。 (作者单位:江苏盐城市盐都区实验学校)