一 : 硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式,
硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式,
亚硫酸钠过量或恰好反应：H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2
硫酸过量：2H2SO4+Na2SO3=2NaHSO4+H2O+SO2
二 : 反应产物及方程式有三种原料:亚硫酸钠,丙酮,甲醛.请问它们反应后
反应产物及方程式
有三种原料:亚硫酸钠,丙酮,甲醛.请问它们反应后的产物是什么名称,请给出式和其它反应控制方法.
理论上说，甲醛没有a-H，和酮不好进行缩合。但是上网查查，发现有专利的。摘录如下：
生成磺化丙酮-甲醛缩聚物。
本发明涉及石油、天然气钻井中，油井水泥减水剂磺化丙酮－甲醛缩聚物的制备方法，将甲醛、丙酮、亚硫酸钠和水按一定比例配料，先将亚硫酸钠水解再将甲醛、丙酮和焦亚硫酸钠的混合液分批加入亚硫酸钠水溶液中，通过控制混合液向亚硫酸钠水溶液的加入速度，来控制反应速度，以解决过去技术中反应不易控制，原料挥发严重，产品质量不稳定等问题。该方法利用亚硫酸钠水解产生的碱作缩聚反应的催化剂，免去了外加强碱作催化剂，降低生产成本，易于工业化生产。
三 : 亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应：_____Na2SO3+____KIO3+____H2SO
| 亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应： _____Na2SO3+____KIO3+____ H2SO4=____Na2SO4+_____K2SO4+____ I2 +_____H2O (1)配平上面的氧化还原反应方程式，将化学计量数填在空白处。 (2)其中氧化剂是_______，若反应中有5mol电子转移，则生成碘_______mol。 (3)该反应过程和机理较复杂，一般认为分以下①~④步反应： ①IO3-+SO32-=IO2-+SO42-（反应速率慢） ②IO2-+2SO32-=I-+2SO42-（反应速率快） ③5I-+6H++IO3-=3I2+3H2O （反应速率快） ④I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+ （反应速率快） 根据上述条件推测，此反应总的反应速率由__________步反应决定（填上述四步反应的序号）。 (4)若预先加入淀粉溶液，由题述看必须在___________离子消耗完时，才会有使淀粉变蓝的现象产生。 |
| (1)5 、2 、1 、5 、1 、1 、1 (2)KIO3 ；0.5 (3)① (4) SO32- |
考点：
考点名称：化学反应速率的定义、公式化学反应速率：
1．定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
2．表示方法：在容积不变的反应器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。即：
3．单位：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
4．注意：
(1)化学反应速率是指一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率；通常前一段时间的平均反应速率要快于后一段时间的平均反应速率，反应速率均取正值，即v>0。
(2)在一定温度下，固体和纯液体物质单位体积的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此在表示化学反应速率时，不代入固体或纯液体物质的浓度。浓度是指气体或溶液的浓度。
(3)同一个化学反应在相同的条件下、在同一段时间内，用不同物质表示反应速率时，数值可能相同也可能不同，但表达的意义都相同，即反应的快慢程度是一样的。
(4)在同一反应巾用不同的物质来表示反应速率时，其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.
如化学反应：，，所以
配平简介：
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律，书写化学反应方程式写出反应物和生成物后，往往左右两边各原子数目不相等，不满足质量守恒定律，这就需要通过配平来解决。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤：
一般方法：从左向右配。步骤：标变价，找变化，求总数，配系数。标出元素化合价变化的始态和终态求升价元素或降价元素化合价的变化数求化合价变化数的最小公倍数，分别作为氧化剂或还原剂的系数配平变价元素用观察法配平其他元素检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律（离子方程式还要看电荷是否守恒）特殊技巧：
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降，若从左向右配平较困难，可以采用从右向左配平，成为逆向配平法。
常见的氧化剂及对应的还原产物：
氧化剂 | 还原产物 |
| Cl2、ClO- | Cl- |
| KMnO4(H+)、MnO2 | Mn2+ |
| HNO3 | NOx、N2、NH4+ |
| 浓H2SO4 | SO2 |
| Ag+、Fe3+ | Ag、Fe2+ |
| H2O2 | H2O |
常见的还原剂及对应的氧化产物：
还原剂 | 氧化产物 |
Na、K等金属单质 | Na+、K+ |
某些非金属C、S | CO2、SO2 |
非金属的氢化物CH4、H2S、NH3等 | CO2、S/SO2、NO |
某些低价态的氧化物CO、SO2 | CO2、SO3 |
某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3等 | SO42- |
某些低价态的阳离子Fe2+ | Fe3+ |
H2O2 | O2 |
易错易混点：
（1）金属单质只具有还原性，金属最高价阳离子只具有氧化性，处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性；
（2）非金属单质常作氧化剂，某些非金属单质也是较强的还原性物质，比如H2、C等等
（3）元素化合价的变化：
①元素最低价只有还原性，最高价只有氧化性，中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化，只能接近不能交叉。
例如：
四 : 浓硫酸与亚硫酸钠反应
２ Ｏ １ ４ 年１ Ｏ 月第 ２ １ 卷第 １ ｇ 期
可疑焦亚硫酸钠过敏反应 １ 例
朱 翔
１ 病 历摘 要
患 者 男 ，１ ８岁 ，因 “ 右 下 唇 部 外 伤 半 小 时 ”于 ２ ０ １ ３年 ｌ １ 月 ４ Ｅ ｔ 就 诊 。既 往 体 健 ，半 年 前 曾 因 下 颌 部 外 伤 行 利 多 卡 因 局 麻 下 清 创 缝 合 ，无 不 良反 应 ；有 破 伤 风 免 疫 球 蛋 白
ｌ ０ ｇ，为微量 ，并且 出现血压 下降 ，症状不 相符 ，可排除
肾上腺 素过 量反应 的可能 。 盐 酸 阿 替 卡 因 用 量 过 大 或快 速 注 入 血 管 ，可 出 现 中毒
症 状 ，成人通常 剂量为 ０ ． ５ ～１支 ，１ ｍｌ 属适 当剂量 ；若患 者 对该 麻醉 药物过 敏 ，亦 可 出现 过敏 反应 。鉴 于患者对 利 多卡 因未发生 过敏反 应 ，而阿替 卡 因与利 多卡 因同为酰胺 类局部 麻醉 药 ，具有 相 同的功 能基 团，故基本 可排 除阿替
卡 因 引 起 的 过 敏 反 应 。辅 料 焦 亚 硫 酸 钠 ，能 保 持 或 增 加 活 性 成 分 的 稳 定 性 和 生 物 利 用 度 ，但 焦 亚 硫 酸 钠 可 能 引 起 过 敏反应或加重过敏反应 ， 有 过敏 体 质 的人 对 此 非 常 敏 感 ，而
过敏 史。半小 时前患者右下唇受外伤 。检查 ：右下唇部贯通 伤， 唇 部肿胀 ，未有 异物刺入 ，咬耠 关系正 常。处理 ：常规 消 毒后 ，阿替 卡 因肾上腺 素注射 液 （ 法 国碧 兰公司 生产 ） ， 行颏神 经阻滞麻醉 ，回抽 无血 ，注射 ｌ ｍｌ 。 术后 （ 约注射 麻
醉药 ２ ０分 钟 后 ）患者 突然 出现 晕 厥 ，心 率增 快 ，肢 体 抽 搐 ， 舌 体 水 肿 ，口 腔 内 出 现 分 泌 物 ，心 率 １ １ ２次 ／ ａｉ ｒ ｎ，呼 吸
２ ６次 ／ ｍｉ ｎ，血压 ９ ３ ／ ５ １ ｍｍＨｇ。考虑为 药物过敏 反应 ， 立
患者有破伤 风免疫球蛋 白过敏 史 ，为过敏体质 ，综合考虑 ，
患者 的过敏 反 应可能 由焦 亚硫 酸钠 引起 。 此例 提示 ：① 阿替 卡 因肾上 腺 素注 射液 属于 酰 胺类
局 部 麻 醉 药 ，说 明 仍 有 可 能 会 发 生 过 敏 反 应 ，② 患 者 首
即送急诊 室抢救 ， 保 持患者 侧卧 ，吸氧 ４ Ｌ ／ ａｉ ｒ ｎ，给予地 塞
米松 １ ０ ａｇ肌 注 ， ｒ 氢 化 可 的松 注 射 液 １ ０ ０ ｍｇ 加入 生 理 盐 水 ｌ ０ ０ ｍｌ 静脉滴注 Ｉ １ ０分 钟 后 ， 症 状 缓 解 ，心 率 ９ ７次 ／ ｍｉ ｎ，
呼吸 ２ １次 ／ ｍｉ ｎ，血压 １ １ ７ ／ ６ ９ ｍｍＨｇ ，听诊心肺正常；１小 时后， 症状完全消失，意识恢复 ； 留观 １ ０小时 ， 患者生命体征 平稳，未诉不适 ，自行离 院。
(www.61k.com”２ 讨论
次 使用 麻 醉 药物 未 发 生不 良反应 ，再 次 接触 同类药 物 时 仍 可 发 生 过 敏 反 应 ；③ 过 敏 反 应 发 生 时 间 存在 个 体差 异 ，应 用 阿替 卡 因 肾上 腺 素注 射 液 后应 适 时观 察 患者 的
体 征 变 化 ；④ 焦 亚 硫 酸 钠 可 能 引 起 过 敏 反 应 ，过 敏 体 质 和 哮 喘 患 者 应 慎 用 。 口腔 科 医 生 在 使 用 阿 替 卡 因 肾 上 腺
患者注 射 阿替 卡 因肾上腺 素注 射液 ２ ０分钟 后 突然 出
现肢 体抽搐 、血 压 下降 、晕 厥等 严重 反应 ，考虑 为阿替 卡
因。 肾上 腺 素 注 射 液 过 敏 所 致 。阿替 卡 因 肾 上 腺 素 注 射 液 为 复 方 制 剂 ，其 组 分 为 每 支 １ ． ７ ｍｌ 含 盐 酸 阿替 卡 因 ６ ８ ｍｇ 与
素 注射 液 时 应遵 循 说 明 书 的用法 用 量 ，严格 遵 守 操作 规 程 ，密 切 观 察患 者 的症 状 和 体 征 ，对 有可 能 发 生 过敏 反 应 的 患者 尤 须 高 度 警 觉 ，必 要 时 可 以注 射 使 用 剂 量 的 ５ ％～１ ０ ％ 进 行 试 验 或 者 更 换 其他 局 麻 药 物 ，以 免 引 发
严 重 不 良后 果 。
参 考 文 献
酒石 酸 。 肾上腺 素 １ ７ “ｇ （ 以肾上 腺素计 ） 。辅料 ：焦亚硫酸 钠 、氯化钠 、盐酸 、氢 氧化 钠 、注射用水 。肾上腺素用量 过
大 （ ＞３ ０ ０ ｇ）或 皮 下 注 射 侵 入 血 管 ，可 引 起 血 压 升 高 、
心 悸 、头 晕 、心 律 失 常 【 １ １ 。该 患 者 注 射 的 肾上 腺 素 约 为
作者单位：３ １ ３ ０ ０ ９ 浙江湖州市南浔区 中西医结合医院 口腔科
通 信 作 者 ：朱 翔 ，Ｅｍａ ｉ ｈ１ ５ ４ ０ｌ ２ ６ ７ ６ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
【 ｌ 】 陈新谦 ， 金有 豫 ， 汤光 ． 新编药物学［ Ｍ】 ．１ ７ 版 ．北京 ：人 民卫
生 出 版 社 ，２ ０ １ ｌ ：４ １ ４ ．
（ 收稿： ２ ０ １ ４ － ０ ７ — ２ ５ ）
（ 发稿编辑 ：高淑红）
参
考
文
献
ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ［ Ｊ 】 ．Ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，２ ０ ０ ２ ，１ ０ ６（ ８ ） ：１ ０ ２ ４ ．
ｒ ｃ ｏ ｆ Ｌ，Ｔｈ ｏ ｍｐ ｓ ｏ ｎ Ｐ Ｄ．Ｔｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｑ１ ０ ｉ ｎ ［ ３ 】 Ｍａ
【 ｌ 】 陈清杰 ， 杨毅宁 ．他汀类药物不 良反 应的研究进展… ．心血管 病 学进展 ，２ ０ １ ３ ，３ ４（ ２ ） ：２ ７ ０ ．
【 ２ 】 Ｐ ａ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｋ ＲＣ， Ｓ ｍｉ ｔ ｈ Ｓ Ｃ， Ｂ ａ ｉ ｒ ｅ ｙ —Ｍｅ ｒ ｚ ＣＮ， ｅ ｔ ａ １ ．ＡＣＣ ／
ＡＨＡ／ ＮＨＬＢ Ｉ ｃ ｌ ｉ
ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｄ ｖ ｉ ｓ ｏ ｒ ｙ Ｏ Ｄ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ
ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ —ａ ｓ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｔ ｅ ｄ ｍｙ ｏ ｐ ａ ｔ ｈ ｙ：ａ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ［ Ｊ 】 ．Ｊ Ａｍ
Ｃ ｏ ｌ ｌ Ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｌ ，２ ０ ０ ７ ，４ ９（ ２ ３ ） ：２ ２ ３ １ ．
（ 收稿： ２ Ｏ １ ４ 一 Ｏ ４ 一 Ｏ ８ ）
（ 发稿编辑：白兰芳）
４ ９
原文地址.html
２ Ｏ １ ４ 年１ Ｏ 月第 ２ １ 卷第 １ ｇ 期可疑焦亚硫酸钠过敏反应 １ 例
朱 翔
１ 病 历摘 要
患 者 男 ，１ ８岁 ，因 “ 右 下 唇 部 外 伤 半 小 时 ”于 ２ ０ １ ３年 ｌ １ 月 ４ Ｅ ｔ 就 诊 。既 往 体 健 ，半 年 前 曾 因 下 颌 部 外 伤 行 利 多 卡 因 局 麻 下 清 创 缝 合 ，无 不 良反 应 ；有 破 伤 风 免 疫 球 蛋 白
ｌ ０ ｇ，为微量 ，并且 出现血压 下降 ，症状不 相符 ，可排除
肾上腺 素过 量反应 的可能 。 盐 酸 阿 替 卡 因 用 量 过 大 或快 速 注 入 血 管 ，可 出 现 中毒
症 状 ，成人通常 剂量为 ０ ． ５ ～１支 ，１ ｍｌ 属适 当剂量 ；若患 者 对该 麻醉 药物过 敏 ，亦 可 出现 过敏 反应 。鉴 于患者对 利 多卡 因未发生 过敏反 应 ，而阿替 卡 因与利 多卡 因同为酰胺 类局部 麻醉 药 ，具有 相 同的功 能基 团，故基本 可排 除阿替
卡 因 引 起 的 过 敏 反 应 。辅 料 焦 亚 硫 酸 钠 ，能 保 持 或 增 加 活 性 成 分 的 稳 定 性 和 生 物 利 用 度 ，但 焦 亚 硫 酸 钠 可 能 引 起 过 敏反应或加重过敏反应 ， 有 过敏 体 质 的人 对 此 非 常 敏 感 ，而
过敏 史。半小 时前患者右下唇受外伤 。检查 ：右下唇部贯通 伤， 唇 部肿胀 ，未有 异物刺入 ，咬耠 关系正 常。处理 ：常规 消 毒后 ，阿替 卡 因肾上腺 素注射 液 （ 法 国碧 兰公司 生产 ） ， 行颏神 经阻滞麻醉 ，回抽 无血 ，注射 ｌ ｍｌ 。 术后 （ 约注射 麻
醉药 ２ ０分 钟 后 ）患者 突然 出现 晕 厥 ，心 率增 快 ，肢 体 抽 搐 ， 舌 体 水 肿 ，口 腔 内 出 现 分 泌 物 ，心 率 １ １ ２次 ／ ａｉ ｒ ｎ，呼 吸
２ ６次 ／ ｍｉ ｎ，血压 ９ ３ ／ ５ １ ｍｍＨｇ。考虑为 药物过敏 反应 ， 立
患者有破伤 风免疫球蛋 白过敏 史 ，为过敏体质 ，综合考虑 ，
患者 的过敏 反 应可能 由焦 亚硫 酸钠 引起 。 此例 提示 ：① 阿替 卡 因肾上 腺 素注 射液 属于 酰 胺类
局 部 麻 醉 药 ，说 明 仍 有 可 能 会 发 生 过 敏 反 应 ，② 患 者 首
即送急诊 室抢救 ， 保 持患者 侧卧 ，吸氧 ４ Ｌ ／ ａｉ ｒ ｎ，给予地 塞
米松 １ ０ ａｇ肌 注 ， ｒ 氢 化 可 的松 注 射 液 １ ０ ０ ｍｇ 加入 生 理 盐 水 ｌ ０ ０ ｍｌ 静脉滴注 Ｉ １ ０分 钟 后 ， 症 状 缓 解 ，心 率 ９ ７次 ／ ｍｉ ｎ，
呼吸 ２ １次 ／ ｍｉ ｎ，血压 １ １ ７ ／ ６ ９ ｍｍＨｇ ，听诊心肺正常；１小 时后， 症状完全消失，意识恢复 ； 留观 １ ０小时 ， 患者生命体征 平稳，未诉不适 ，自行离 院。
２ 讨论
次 使用 麻 醉 药物 未 发 生不 良反应 ，再 次 接触 同类药 物 时 仍 可 发 生 过 敏 反 应 ；③ 过 敏 反 应 发 生 时 间 存在 个 体差 异 ，应 用 阿替 卡 因 肾上 腺 素注 射 液 后应 适 时观 察 患者 的
体 征 变 化 ；④ 焦 亚 硫 酸 钠 可 能 引 起 过 敏 反 应 ，过 敏 体 质 和 哮 喘 患 者 应 慎 用 。 口腔 科 医 生 在 使 用 阿 替 卡 因 肾 上 腺
患者注 射 阿替 卡 因肾上腺 素注 射液 ２ ０分钟 后 突然 出
现肢 体抽搐 、血 压 下降 、晕 厥等 严重 反应 ，考虑 为阿替 卡
因。 肾上 腺 素 注 射 液 过 敏 所 致 。阿替 卡 因 肾 上 腺 素 注 射 液 为 复 方 制 剂 ，其 组 分 为 每 支 １ ． ７ ｍｌ 含 盐 酸 阿替 卡 因 ６ ８ ｍｇ 与
素 注射 液 时 应遵 循 说 明 书 的用法 用 量 ，严格 遵 守 操作 规 程 ，密 切 观 察患 者 的症 状 和 体 征 ，对 有可 能 发 生 过敏 反 应 的 患者 尤 须 高 度 警 觉 ，必 要 时 可 以注 射 使 用 剂 量 的 ５ ％～１ ０ ％ 进 行 试 验 或 者 更 换 其他 局 麻 药 物 ，以 免 引 发
严 重 不 良后 果 。
参 考 文 献
酒石 酸 。 肾上腺 素 １ ７ “ｇ （ 以肾上 腺素计 ） 。辅料 ：焦亚硫酸 钠 、氯化钠 、盐酸 、氢 氧化 钠 、注射用水 。肾上腺素用量 过
大 （ ＞３ ０ ０ ｇ）或 皮 下 注 射 侵 入 血 管 ，可 引 起 血 压 升 高 、
心 悸 、头 晕 、心 律 失 常 【 １ １ 。该 患 者 注 射 的 肾上 腺 素 约 为
作者单位：３ １ ３ ０ ０ ９ 浙江湖州市南浔区 中西医结合医院 口腔科
通 信 作 者 ：朱 翔 ，Ｅｍａ ｉ ｈ１ ５ ４ ０ｌ ２ ６ ７ ６ ＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ
【 ｌ 】 陈新谦 ， 金有 豫 ， 汤光 ． 新编药物学［ Ｍ】 ．１ ７ 版 ．北京 ：人 民卫
生 出 版 社 ，２ ０ １ ｌ ：４ １ ４ ．
（ 收稿： ２ ０ １ ４ － ０ ７ — ２ ５ ）
（ 发稿编辑 ：高淑红）
参
考
文
献
ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｓ ［ Ｊ 】 ．Ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，２ ０ ０ ２ ，１ ０ ６（ ８ ） ：１ ０ ２ ４ ．
ｒ ｃ ｏ ｆ Ｌ，Ｔｈ ｏ ｍｐ ｓ ｏ ｎ Ｐ Ｄ．Ｔｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ Ｑ１ ０ ｉ ｎ ［ ３ 】 Ｍａ
【 ｌ 】 陈清杰 ， 杨毅宁 ．他汀类药物不 良反 应的研究进展… ．心血管 病 学进展 ，２ ０ １ ３ ，３ ４（ ２ ） ：２ ７ ０ ．
【 ２ 】 Ｐ ａ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｋ ＲＣ， Ｓ ｍｉ ｔ ｈ Ｓ Ｃ， Ｂ ａ ｉ ｒ ｅ ｙ —Ｍｅ ｒ ｚ ＣＮ， ｅ ｔ ａ １ ．ＡＣＣ ／
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Ｃ ｏ ｌ ｌ Ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｌ ，２ ０ ０ ７ ，４ ９（ ２ ３ ） ：２ ２ ３ １ ．
（ 收稿： ２ Ｏ １ ４ 一 Ｏ ４ 一 Ｏ ８ ）
（ 发稿编辑：白兰芳）
４ ９
前述
在高中化学的教学当中，我们势必会学到硫与硫酸的章节，在这章里面，为了使学生充分了解到硫处于最高氧化态时的含氧酸——硫酸的氧化性，都会做金属铜和浓硫酸反应的实验。在这个实验里面，铜被氧化体现了浓硫酸的强氧化性，生成二价铜盐又反映出浓硫酸的强酸性。考试时同学们在描述现象会说：“铜溶解，产生蓝色溶液以及能够使品红溶液褪色的刺激性气体。”当我们实际操作的时候却发现，铜和浓硫酸反应过后留下了许多不能解释的黄褐色以至灰色的产物，有时还会出现黑色的小颗粒，这就与简单的理想实验描述大相径庭，这些产物到底是什么呢？究竟以怎么样的物料加入量反应，才能够使学生直观清晰地通过实验现象看到他们所要了解的知识呢？
一 实验探究过程
论述将分开笔者实验和文献实验。首先是笔者实验。
笔者采取18.4mol/L的浓硫酸5mL和一片铜片置于试管内用酒精灯加热，按照课本的要求进行实验，反应持续有4min左右时试管内反应液沸腾，出现雾状液滴悬浮在管内空间中，另一头连接的品红稀溶液褪色（由鲜艳的粉红变为透明）。这证明产生了二氧化硫，实验的确存在我们期待的产物。试管内产生了灰黑色物质，铜尚未完全溶解。待冷却后除去反应装置，经过称重，铜溶解了大概三分之二。对灰色物质干燥以后，笔者提出了自己的猜测。
①灰黑色物质是硫化亚铜和氧化铜的混合物。
②灰黑色物质仅仅是铜的硫化物。
③灰黑色物质可能既有铜氧化物和铜硫化物，也可能产生了硫单质。
为了验证自己的假设，笔者有针对性地进行了几个实验。
(1).用湿润的玻璃棒沾取少许灰黑色物质放置在塑料点滴板中，滴加少许浓盐酸，等待一段时间后发现固体无明显溶解。
(2).以上面的方法取灰黑色物质在塑料点滴板内，滴加浓硝酸若干，经一段时间之后，产生很淡的二氧化氮气体，但固体仍然没有明显发生溶解。
(3).在另一个洁净的试管内加入5mL浓硝酸，把剩余的灰黑色物质放入，并用酒精灯加热，片刻后浓硝酸沸腾，产生大量红棕色二氧化氮气体，持续加热至不再有气体产生，逐出管内的残余气体，并以氢氧化钾溶液吸收。笔者惊讶地发现，试管中大部分的灰黑色物质都溶解了，且溶液呈现很淡的蓝色。
(4).笔者把(3)中所得产物溶液分成几份，其中一份加入硝酸酸化的硝酸钡溶液，出现白色难溶沉淀。这说明产生了硫酸根。另一份加入二乙基二硫代氨基甲酸钠①溶液，发现产物溶液出现了浅绿色。又取少量加入亚铁氰化钾标液，出现深红色溶液。这有力地证明产生了铜离子。
基于上述实验，可以判断的确产生了铜硫化物，至于硫和铜氧化物是否产生，这实在是阙疑。
下面是文献实验。二〇一〇年第六期《学园》杂志刊登了甘肃省永昌县第一高级中学曹万宝老师的文章，文章即对于铜与浓硫酸反应的异常产物进行了一个相对较为周密和科学的探究。他的实验步骤大体如下。
(1).18.4mol/L的浓硫酸3mL和一小片铜片置于试管内用酒精灯加热，最后铜片基本溶解，产生白色乳浊液状物，铜片变黑。取出少量白色产物至另一个容器内，加入适量水振荡，白色产物溶解，加入亚铁氰化钾，产生深红色沉淀，这说明是有铜盐生成。
(2).取出铜片，刮下表面黑色物质，加水溶解，发现无明显溶解，加入硫酸，发现铜片溶解，以此证明产生了氧化铜。
(3).取出反应试管内黑白相间的物质，加入氰化钾溶液，黑色物质全部溶解②，再加入亚硝酰铁氰化钠，溶液显淡紫色，说明有硫离子，由此可说明浓硫酸和铜能产生硫化铜。
依据以上事实，曹万宝认为，可以判定产生了硫酸铜、硫化铜和氧化铜等物质，这些产物导致了反应后溶液颜色的怪异。他还认为，由于整个反应是在大体非水的环境下进行的，浓硫酸具有吸水性和生成的水都随着二氧化硫逸出，生成的硫酸铜几乎没有溶解，仍以无水状态存在，甚至体系内还有硫化亚铜产生。 总的来说，他所确定的产物有氧化铜、硫酸铜、硫化铜、硫化亚铜。
反应体系的化学变化可以通过下面的方程式描述：
另外，笔者还查阅了与此相关的报道，如二〇〇九年第十期的《化学教育》刊物上就登载了北京人民大学附属中学王春老师的有关文章。
该文章从异常现象分析、反应物的最佳用量和最佳合理装置等方面对新教材中铜与浓硫酸的反应进行了探究，取得了较为理想的实验结果。王春老师还以大学教材《无机化学基础》中的表格，来详实有力地说明了浓硫酸和金属铜反应的可能产物以及产生种种不能解释的现象的原因。
二 合理的实验展示
应的产物甚至可以屏蔽主反应的产物，造成观察的不便，这就引出了下一个问题，究竟如何控制反应，使得观察更加方便和直观呢？
首先我们需要了解一个问题，即多少浓度的硫酸才可以将铜氧化。《实验教学研究》二〇〇八年第二期中小学实验与设装备刊登了一篇文章，是关于铜和浓硫酸反应的演示实验阐发的探究和反思，其中提到了，经过实践，大约浓度在11mol/L及以上的硫酸才可以将铜氧化，这个浓度事实上也相当于浓硫酸了。在另一篇遵义师范学院学报上刊登的文章上通过实验表明了浓度为70％及以上的硫酸，才可以使铜发生肉眼可见的溶解。且大概在硫酸浓度达到80％左右，反应后不会产生黑色颗粒，恰好可以看到蓝色溶液。如下图
（2）。
不仅是硫酸浓度，铜片的质量也影响到了观察效果。我们所看到的各种铜的氧化产物大都是因为过量的铜所导致的，当然也不是铜的质量越小越好，根据文献上的实验证明，铜的质量在0.50g时，最为适宜。铜在这个质量下，与98浓硫酸③反应，所产生的气体足够我们观察检验，同时溶液的蓝色也比较明显，如图（3）。
对于98硫酸的体积在反应中的影响，实验表明硫酸体积增加的话，副反应也在增多，但不意味着硫酸越少副反应就越少，硫酸过少，产生气体的体积和速率将会变小，如图（4），可以看出最合适的硫酸体积是5.0mL。
另外，需要注意的是，一个实验成功与否，不仅是反应物本身，还有一个至关重要的条件——反应装置。反应装置对于一个化学反应的完成起到了重要的作用。教科书上面的反应装置显然不适合环保的观念。因为我们无法控制产气速率和产气量，而试管口是开放的，这样一来势必污染空气，即使在试管口塞上浸透氢氧化钠溶液的棉花，也不能有效阻止污染气体的排放。这是一点，其次是这个反应很大程度上取决于接触，直接把铜浸没在硫酸里面，会反应到底，产生大量污染气体，也影响观察。如下图所示的常规装置。
为此，可以采取如下图的装置：
铜丝是可以被抽动的。
王春老师还设计了一种反应装置，这个装置有几大新颖的特点。一是在反应试管内装配一个玻璃纤维罩，以吸附反应时产生的各种铜硫化物和黑色氧化物，二是以湿润的品红试纸代替品红溶液，见效更快。末端尾气以氢氧化钠溶液吸收，更加环保。如下图。
三 附加内容
二氧化硫可以和品红反应是众所周知的。这也被用作于检验二氧化硫的存在。这个反应的机理是品红中含有不饱和的双键，二氧化硫与之加成使其饱和，生成物并不稳定，故而这个反应是可逆的。如下图：
这次的探究最大的启示是，不论看上去多么简单的两种物质发生反应，都具有同样难以捉摸的美丽的地方存在。这也是化学的魅力之处。
注释
①即铜试剂，与铜离子生成灰绿色沉淀。
②氰根具有强效配位能力，促使了难溶物硫化铜的溶解。
③98硫酸指的是浓度在98.3％的硫酸，即一般实验室储备的浓硫酸，是一种共沸物。
铜与浓硫酸反应
1．（2010北京高考）用右图所示实验装置（夹持仪器已略去）探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是
A．上下移动①中铜丝可控制SO２的量 B．②中选用品红溶液验证SO２的生成 C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2 D．为确认CuSO4生成,向①中加水，观察颜色
2．（2009广东会考）金属铜不能够与浓盐酸反应，却能够与浓硫酸反应，是因为浓硫酸具有
A.脱水性 B．吸水性 C．强酸性 D．强氧化性
3．（2007宁夏高考）a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为
A、1︰7 B、7︰1 C、7︰8 D、8︰7
4．（2006全国联考七）一定量的锌与100 mL 18.5 mol·L-1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH=1，则下列叙述中错误的是
A．气体A为SO2和H2的混合物 B．气体A中SO2与H2的体积之比为4：1 C．反应中共消耗97.5g Zn D．反应中共转移3 mol电子
5．50mL18mol/L的H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为 A.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol和0.90mol之间 D.大于0.90mol
6．在下述反应中，浓H2SO4既表出现氧化性，又表现出酸性的是 A.C+H2SO4 B.H2S+H2SO4 C.NaCl+H2SO4 D.Cu+H2SO4
7．足量的浓H2SO4和mg铜完全反应，得到标准状况下的n LSO2，则被还原的硫酸是 A．m/64 mol B．64m/22.4 mol C．98m/22.4 g D．64n/22.4 g
8．（2005泉州模拟）木炭分别与浓硫酸、浓硝酸共热，产生的气体同时分别由X、Y导管通入盛有足量的氯化钡溶液的洗气瓶中（如右图）。下列有关叙述正确的是 A、洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B、洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 C、Z导管逸出的气体无二氧化碳 D、Z导管逸出的气体未见红棕色
9．某研究性小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验：实验中他们取6.4g铜片与12mL 18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中有铜剩余。
（1）写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：
。
（2）该小组认为还应有一定量的硫酸剩余。请说明铜片未完全溶解并仍有一定量余酸的原因： 。
（3）为证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，可选用下列药品中的 （填写字母编号）。
A.铁粉 B.BaCl2溶液 C.银粉 D.Na2CO3溶液
10．（2009宁德质检）研究性学习小组为探究Cu与浓H2SO4反应及其产物SO2的性质，设计如下实验装置：
（1）写出铜与浓硫酸反应的化学方程
式： ；
浸有碱液的棉花的作用
是
。
（2）该小组同学在实验中发现以上实验装置有相当多不足之处，如实验不够安全和易造成环境污染等。为改进实验和更多地了解SO2的性质，经过同学间的讨论和与老师的交流，设计了如下实验装置。
①对试管A中的浓H2SO4和铜丝进行加热，发现E试管中有气泡逸出，品红溶液很快褪色，但最终未见D试管中氢氧化钡溶液出现浑浊。为探究D试管中未出现浑浊的原因，该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据：
。
②为验证D试管中溶液的组成，进行了下列实验，请你帮他们完成实验报告。
（3）实验结束后，发现试管A中还有铜片剩余。该小组的同学根据所学的化学知识认为硫酸也有剩余。下列药品中能够用来证明反应结束后的试管A中确有余酸的是 （填写字母编号）。
A．铝粉 B．氯化钡溶液 C．银粉 D．碳酸氢钠溶液
（4）请写出长导管B的作用 （只写一点就可）。
11．（2006河南模拟）某校化学小组学生进行如下实验。 （1）使用铜和稀硫酸制备硫酸铜晶体。 步骤如下：
步骤①观察到的现象是 。步骤③的主要操作包
括： 。 （2）硫酸铜溶解度的测定。
用石墨电极（相同）电解饱和CuSO4溶液，阴极的电极反应式
是 。已知饱和CuSO4溶液的质量为60 g，通电10 min后，溶液恰好变为无色。称量发现两电极质量差为4 g，此温度下CuSO4的溶解度是 。
（3）某同学查询资料得知：铜屑放入稀硫酸中不发生反应，若在稀硫酸中加入H2O2，铜屑可逐渐溶解。实验小组同学设计实验装置如右图，验证该实验，该反应的化学方程式是 。
若将H2O2和稀硫酸加入烧瓶中的顺序颠倒，实验得到的结论
是 。
12．（2006成都二诊）根据下图回答问题：
(1)装置气密性的检验须在盛放药品前进行。在上述装置中，往试管B、C、D中各加入5 mL蒸馏水封住导管口，各连接处都紧密而不漏气的情况下，点燃酒精灯，微热带支管的试管一会儿，试管B、C、D中未出现气泡；熄灭酒精灯后，试管B、C、D中导管内水面也未上升，其原因
是： 。 (2)①一般来说，硫酸的质量分数大于60％，就具有一定的氧化性，且越浓氧化性越强； ②温度也要影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，加热就可观察到明显现象。 甲同学利用上述装置，用实验来验证硫酸氧化性的上述结论(已知98％的浓硫酸的密
度为1．84g·cm—3)。他先向试管B加入5mL晶红试液，向试管C、D中各加入5mL饱和澄清石灰水；向带支管的试管中放人铜粉和3mL水，然后从分液漏斗向支管试管中滴加98％的
浓硫酸10滴(约0．5 mL)，加热至沸腾，这时支管试管中溶液颜色是否有明显变化
(填“无”或“有”)，试用数据解释其原
因 ；该同学用分液漏斗再向支管试管中加98％的浓硫酸l0 mL，并加热至沸腾，观察到的现象分别是：支管试管中 ，B试管
中 。
(3)乙同学利用上述装置来检验浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的全部产物。 ①浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式为： ②要达此目的，则：
A中加入试剂的名称是 ，作用是 ；
B中加入试剂的名称是 ，作用是 ；
C中加入试剂的名称是 ，作用是 ；
D中加入试剂的名称是 ，作用是 。
13．红热的炭与浓硫酸可发生反应。
（1）写出该化学反应方程式；并用“双线桥”标出该反应中电子的转移的方向和数目。 （2）现欲设计一个实验以验证此反应所生成的各种产物。实验中可供使用的试剂有：浓硫酸、稀硫酸、澄清石灰水、NaOH溶液、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、无水硫酸铜固体和碱石灰。有一个同学按气体的流动方向设计了一个实验过程，其所使用的试剂次序可表示为： 气体产物→试剂Ⅰ→试剂Ⅱ→试剂Ⅲ→试剂Ⅱ→试剂Ⅳ
①试剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为__________，__________，_________，________； ②说出试剂Ⅱ使用两次的作用分别是
_____________________________，__________________________________；
③写出气体产物通过试剂Ⅳ时的离子方程式
14．根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现
象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。
答： （2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是 ，作用是 。
B中加入的试剂是 ，作用
是 。
C中加入的试剂是 ，作用是除尽 气体。
D中加入的试剂是 ，作用是 。 （4）实验时，C中应观察到的现象
是 。
15．实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
（1）根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成______________________。 根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成________________________。 写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式_____________________________。
（2）你在实验室中进行这个实验时，除了（1）小题中指到的实验现象外，还可以观察到许多其它的实验现象，请写出两种：____________________________________、___________________________________。
（3）装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液，写出棉花中发生反应的化学方程式___________________________________。
16．为了验证木炭可被浓硫酸氧化成二氧化碳，从以下仪器中选用合适的仪器组成整套实验装置：
完成下列填空：
(1)连接上述合适的仪器的正确顺序是：(填各接口的代码字母)________________；
(2)木炭跟浓硫酸反应的化学方程式：______________________________________；
(3)装置D的作用是_________________________________________________； 装置C的作用是_________________________________________________； (4)仪器B、C中应各有什么实验现象才能证明已检出CO2？ B中现象
________________________________________________________________； C中现象
________________________________________________________________。
17．为证明在加热条件下，浓硫酸能将碳氧化成CO2，请根据所提供的如图所示的仪器装置设计实验，回答有关问题：
（1）仪器接口的连接顺序
为 ；
（2）是否选择装置B的理由
是 ；
（3）是否选择装置C的理由
是 ；
（4）是否选择装置D的理由
是 ；
（5）是否选择装置E的理由
是 。
课题名称：铜与浓硫酸的反应
【教学目标】 知识与技能： 1、掌握铜与浓硫酸反应的原理； 2、掌握浓硫酸的强氧化性； 过程与方法： 1、通过对实验现象的观察、分析，得出铜与浓硫酸反应的方程式，培养实验探究技能； 2、通过化合价分析，以及与稀硫酸的氧化性对比理解浓硫酸具有强氧化性。 情感态度与价值观： 1、感受实验探究是学习化学知识的重要途径； 【教学重点】 铜与浓硫酸的反应 【教学难点】 浓硫酸的强氧化性 【教学方法】 演示实验、问答式、启发式、对比式教学 【教学过程】 教师活动
【引入】
学生活动 回顾上次课的内容。
设计意图 引出本次课的内容。
浓硫酸除了具有酸的同性以外还具有一 些特殊的性质，如上次课中的“黑面包” 实验，就是体现了浓硫酸的脱水性，此 外浓硫酸还具有吸水性，可以用作干燥 剂。实际上，浓硫酸还能与很多物质起 反应。例如，与铜的反应。大家都知道， 铜在金属活动性中位于氢的后面，因此 铜不能够与稀硫酸反应产生氢气，但是 铜却能与浓硫酸反应，那么铜与浓硫酸 反应的产物是什么呢？这节课我们就来 探究浓硫酸与铜的反应。 【板书】 铜与浓硫酸的反应 1、原理 Cu+H2SO4 【演示实验】 老师现在已经组装好了铜与浓硫酸反应 的装置，大试管中装有浓硫酸和铜片，
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请同学们观察现象，你发现了什么？ 【引导】 从观察到的现象我们可以发现，铜 与浓硫酸在常温下反应速率极慢，甚至 可以说根本不能发生反应。现在对试管 进行加热，并把放出的气体通入品红溶 液中请同学们仔细观察现象。 【提问】 同学们观察到哪些现象？ 【板书】 2、实验现象 （1）产生气泡； （2）试管底部有白色固体生成； （3）品红溶液褪色. 知道铜与浓硫酸反应需 在加热的条件下进行。 仔细观察实验现象。 根据所观察到的现象回 答： 试管中有气泡产生，试 管底部有白色固体生 成，品红溶液褪色。 分析实验现象，回答： 品红溶液褪色说明有二 氧化硫生成。 培养学生的实验观察 能力。 根据观察到的现象回 答： 没有观察到明显的现 象。【提问】 请同学们分析实验现象，从中能得到哪 些结论？ 品红溶液褪色，根据元素守恒，可知是 由二氧化硫生成。 【演示实验】 品红溶液褪色，显然产物有二氧化硫； 那么白色固体是什么呢？ 下面老师接着做实验，待试管冷却后， 取下试管试管，倾去上层清液后加入适 量的水，振荡，观察现象。 【提问】 观察 到了哪些现象 ，能够得 出什么结 论？ 根据观察到的现象回 答： 白色固体溶解，形成蓝 色溶液。由此可知道， 白色固体是硫酸铜。
仔细观察现象。 学生此时应猜不出白色 沉淀是何物质。
【引导】
根据根据质量守恒定
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通过以上实验和现象分析，我们知道铜 与浓硫酸的反应能够生成硫酸铜和二氧 化硫，请同学们根据质量守恒定律，将 反应化学方程式补充完整，并配平。 【板书】△ Cu+2H2SO4 === CuSO 4+SO2↑+2H2O
律，将反应化学方程式 补充完整，并配平。
【提问】 请同学将方程式写到黑板上。 （实验原理 下面） 从反应方程式，我们可以看出，铜由零 价升高到了正二价，而浓硫酸中的硫由 正六价降低到了正四价 ， （用双线桥法 标明电子走向）由此我们可以看出，此 反应中，铜是还原剂，浓硫酸是氧化剂。 也就是说铜与浓硫酸反应是氧化还原反 应，体现的浓硫酸的强氧化性。此外， 生成了硫酸铜（盐） ，也体现了浓硫酸的 酸性。 从反应方程式可以看出， 当有 1mol 铜参加反应时，就会有 2mol 浓硫酸参加 翻译官，其中 1mol 浓硫酸体现了酸性， 另 1mol 浓硫酸体现了强氧化性。 我们知道锌能与稀硫酸反应产生氢 气，写出反应方程式。 【副板书】 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 分析此方程式，可以看出锌由零价变成 了正二价，发生了氧化反应，而氢由正 一价变成了零价，发生了还原反应。也 就是说铜是还原剂，稀硫酸是氧化剂， 体现了稀硫酸的氧化性。此外，由于生 成了盐-硫酸铜，因此可以说体现了稀硫 酸的酸性。 此外，要注意，浓硫酸的强氧化性
写出反应方程式：
△ 2H2SO4(浓)+Cu == CuSO4+2H2O+SO2↑
跟着老师的思路，回顾 化合价的升降与氧化还 原性的关系，理解铜与 浓硫酸的反应是氧化还 原反应，铜是还原剂， 浓硫酸是氧化剂。
理解稀硫酸与锌反应 时，体现了稀硫酸的氧 化性和酸性。对比稀硫 酸，理解并记忆浓硫酸 的强氧化性和酸性。
培养学生运用对比的 方法进行学习。
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是通过硫元素表现出来的，而稀硫酸的 氧化性是通过氢元素体现出来的。 【小结】 这节课我们通过实验探究了铜与浓硫酸 的反应，并且知道该反应是一个氧化还 原反应，浓硫酸是氧化剂。除了与大部 分金属发生反应，浓硫酸还能与一些非 金属发生氧化还原反应，我们下节课再 继续研究，这节课就上到这，下课。 【板书设计】铜与浓硫酸的反应
1、原理（氧化还原反应）
得2e+6 0 △ +2 +4 2H2SO4（浓）+Cu===CuSO4+2H2SO4+SO2↑ 失2e还原剂
氧化剂
2、实验现象 （1）产生气泡；
（2）试管底部有白色固体生成 （3）品红溶液褪色。 【副板书】
失2e0 +1 +2 0 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 得2×e还原剂 氧化剂
白色固体溶于水后得到蓝色溶液；
【教学反思】
设计碳与浓硫酸的反应实验
鲁教版化学必修1第三章第三节《硫的转化》中，提到当硫元素处于最高化合价态时，含这种价态硫元素的物质可能具有氧化性。
浓硫酸是一种氧化剂，能够与许多物质发生氧化还原反应。例如。在加热时，浓硫酸可与木炭发生下列化学反应：
C + 2H2SO4==CO2↑ + 2SO2 ↑+ 2H2O 碳与浓硫酸的反应，是在学习浓硫酸强氧化性时涉及到的一个反应，老师只涉及了一个铜与浓硫酸反应的演示实验，目的是加深学生对浓硫酸强氧化性的理解。而碳与浓硫酸的反应，
只是借助蔗糖碳化的实验现象分析推测得出的一个结论，并没有实验验证其产物。为了验证反应产物，设计了实验。
实验目的：理解浓硫酸的强氧化性，掌握碳与浓硫酸反应的实质，
体验化学知识的获得过程，学会分析产生异常现象的原因
药品：木炭、浓硫酸、酸性高锰酸钾溶液、品红、澄清石灰水、无水硫酸铜 用品：铁架台、试管、导管、锥形瓶、圆底烧瓶、酒精灯等
实验装置如图所示：
如图所示，A、为发生装置，
B、用无水硫酸铜检验水的存在
C、用少量品红溶液检验二氧化硫的存在
D、用较多浓的高锰酸钾除去二氧化硫
E、再用少量品红溶液检验二氧化硫已经除尽
F、最后用澄清石灰水检验二氧化碳的存在
由此可见，整个实验过程，实验现象明显，思路清晰，所得产物明了可见。对浓硫酸的氧化性有进一步的认识。
实验习题：
1、 为了验证木炭可被浓硫酸氧化成二氧化碳，选用下图所示仪器
（内含物质）组装成实验装置如下：
已知：SO2可以与酸性KMnO4溶液迅速反应，并使之褪色。
（1） 如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是（填各接口字母）： _____接_____,_______接_______,________接_______；
（2） 仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检查出CO2？乙中____________， 丙中__________________；
（3） 丁中酸性KMnO4溶液的作用是_____________________；
（4） 写出甲中反应的化学方程式________________________。
浓硫酸与蔗糖反应的实验改进
一，实验目的
1.改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置，避免二氧化硫的排放，检验气体产物；
2.进一步验证硫酸的脱水性和强氧化性，并探究二氧化硫的还原性 二，教学目标
知识与技能：1.掌握浓硫酸的脱水性与强氧化性；
2.能改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置；
过程与方法：1.观察蔗糖与浓硫酸的反应，提高实验观察，实验现象准确描述， 分析的能力；
2.学习用实验研究物质性质的方法，体验实验在化学学习中的作用 情感态度与价值观：1.通过观察实验，增强对化学的兴趣与求知欲望；
2.通过对实验装置的探讨，增强实验安全意识和环保意识。 三，实验设计思路及原理
蔗糖和浓硫酸反应包括蔗糖的碳化和浓硫酸与碳的反应，为防止二氧化硫散逸在空气中，采用了密封装置，同时为检验气体产物和探究二氧化硫的性质，最终设计的实验装置如图。
四，实验仪器与药品
铁架台、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯、双孔橡胶塞、导管，浓硫酸、蔗糖、品红、酸性高锰酸钾、澄清石灰水、氢氧化钠溶液
五，实验步骤
1．连接好实验装置并检查装置气密性
2.在圆底烧瓶中放入20g蔗糖，并滴入几滴水是蔗糖湿润，在分液漏斗中加入浓硫酸，按从下到上、从左到右的顺序连接好仪器，并在第一个洗气瓶中装入品红溶液，第二个洗气瓶中装入酸性高锰酸钾，第三个洗气瓶中装入品红溶液，第四个洗气瓶装入澄清石灰水，最后将导管伸入氢氧化钠溶液中。(如图2所示)
3.将浓硫酸缓慢的从分液漏斗放入圆底烧瓶中，是浓硫酸与蔗糖充分混合。 六，实验现象
加入浓硫酸后现象为：
1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶，同时产生大量气体。
2. 气体通过导管依次进入4个洗气瓶的现象：品红1褪色、高锰酸钾溶液褪色、品红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。
七，实验结论
本实验改进时，保留了该实验原有的现象明显的特色，不仅能使学生看到“黑面包”，而且本实验室在密封的状态下进行，装置的最后用氢氧化钠溶液消除了实验产生的SO2造成的空气污染，增强了学生环保的意识。还有助于学习SO2的还原性、漂白性以及SO2与CO2的鉴别。在实际的教学中，利用此实验可增强实验的演示效果，同时，大幅度减少了有害气体的生成量，渗透绿色化学理念
1.浓硫酸使蔗糖炭化变黑，证明浓硫酸有脱水性。
2. 品红1褪色（验证有SO2产生）、高锰酸钾溶液褪色（除去SO2）、品红2溶液无色（验证SO2除干净）、澄清石灰水变浑浊（验证有CO2产生）。
3.浓硫酸和蔗糖反应生成了SO2和CO2，浓硫酸中+6价的被还原为SO2中的+4价，浓硫酸有氧化性。
八，参考文献
[1]陈金连.浓硫酸与蔗糖的反应及反应产物的检验[J].发明与创新—微型实验专辑，2007.78—80.浓硫酸与蔗糖反应的实验改进
一，实验目的
1.改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置，避免二氧化硫的排放，检验气体产物；
2.进一步验证硫酸的脱水性和强氧化性，并探究二氧化硫的还原性 二，教学目标
知识与技能：1.掌握浓硫酸的脱水性与强氧化性；
2.能改进蔗糖与浓硫酸反应的实验装置；
过程与方法：1.观察蔗糖与浓硫酸的反应，提高实验观察，实验现象准确描述， 分析的能力；
2.学习用实验研究物质性质的方法，体验实验在化学学习中的作用 情感态度与价值观：1.通过观察实验，增强对化学的兴趣与求知欲望；
2.通过对实验装置的探讨，增强实验安全意识和环保意识。 三，实验设计思路及原理
蔗糖和浓硫酸反应包括蔗糖的碳化和浓硫酸与碳的反应，为防止二氧化硫散逸在空气中，采用了密封装置，同时为检验气体产物和探究二氧化硫的性质，最终设计的实验装置如图。
四，实验仪器与药品
铁架台、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯、双孔橡胶塞、导管，浓硫酸、蔗糖、品红、酸性高锰酸钾、澄清石灰水、氢氧化钠溶液
五，实验步骤
1．连接好实验装置并检查装置气密性
2.在圆底烧瓶中放入20g蔗糖，并滴入几滴水是蔗糖湿润，在分液漏斗中加入浓硫酸，按从下到上、从左到右的顺序连接好仪器，并在第一个洗气瓶中装入品红溶液，第二个洗气瓶中装入酸性高锰酸钾，第三个洗气瓶中装入品红溶液，第四个洗气瓶装入澄清石灰水，最后将导管伸入氢氧化钠溶液中。(如图2所示)
3.将浓硫酸缓慢的从分液漏斗放入圆底烧瓶中，是浓硫酸与蔗糖充分混合。 六，实验现象
加入浓硫酸后现象为：
1.蔗糖开始先是变黄，再变黑，黑色物体体积迅速膨胀充满整个烧瓶，同时产生大量气体。
2. 气体通过导管依次进入4个洗气瓶的现象：品红1褪色、高锰酸钾溶液褪色、品红2溶液无色、澄清石灰水变浑浊。
七，实验结论
本实验改进时，保留了该实验原有的现象明显的特色，不仅能使学生看到“黑面包”，而且本实验室在密封的状态下进行，装置的最后用氢氧化钠溶液消除了实验产生的SO2造成的空气污染，增强了学生环保的意识。还有助于学习SO2的还原性、漂白性以及SO2与CO2的鉴别。在实际的教学中，利用此实验可增强实验的演示效果，同时，大幅度减少了有害气体的生成量，渗透绿色化学理念
1.浓硫酸使蔗糖炭化变黑，证明浓硫酸有脱水性。
2. 品红1褪色（验证有SO2产生）、高锰酸钾溶液褪色（除去SO2）、品红2溶液无色（验证SO2除干净）、澄清石灰水变浑浊（验证有CO2产生）。
3.浓硫酸和蔗糖反应生成了SO2和CO2，浓硫酸中+6价的被还原为SO2中的+4价，浓硫酸有氧化性。
八，参考文献
[1]陈金连.浓硫酸与蔗糖的反应及反应产物的检验[J].发明与创新—微型实验专辑，2007.78—80.
第22卷 第1期 西南师范大学学报(自然科学版) 1997年2月Vol.22 No.1 JournalofSouthwestChinaNormalUniversity(NaturalScience) Feb.1997
用硫粉和亚硫酸钠制备硫代硫酸钠的
反应条件探讨
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胡小莉 萧德超
(西南师范大学化学化工学院,重庆630715)
摘要 对硫粉和亚硫酸钠反应制备硫代硫酸钠的实验进行了探讨.该制备反应的最佳条件是:温度104～106℃;反应时间20～25min;不需搅拌.产品硫代硫酸钠的晶形好,产率80%以上,含量达97%左右.
关键词 硫;亚硫酸钠;硫代硫酸钠;制备;反应条件
中图分类号 O614.112;O61-33
在文献[1]中,制备硫代硫酸钠是用2.0g硫粉(用少量乙醇润湿)、6.0g亚硫酸钠及30ml蒸馏水于小烧杯中混合,加热至沸腾后改为小火加热,不断搅拌下保持沸腾状态不少于40min.学生按此法进行实验,反应时间长,灯用酒精耗量较大,且产率一般在60%以下.有的学生将滤液蒸发至浑浊,冷却后得少许白色粉状物,加晶种也无晶体析出;有的虽有产物析出,但不呈晶形,而呈白色块状物.针对上述存在的问题,我们对该制备反应的温度、反应时间、搅拌速度等方面进行了探讨.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
烧杯(50ml)、抽滤瓶(50ml)、布氏漏斗(直径30mm)、酒精灯等各1件.
无水亚硫酸钠(Na2SO3)、硫粉、无水乙醇.以上试剂均为化学纯.
1.2 硫代硫酸钠(Na2S2O3
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5H2O)的制备步骤称取2.0g硫粉,研碎后置于50ml烧杯中,加1ml乙醇使其润湿.再称6.0gNa2SO3固体,置于同一烧杯中,加蒸馏水15～20ml,大火加热混合物至剧烈沸腾后,保持剧烈沸腾状态20～25min(在此过程中适时补加些沸水以保持溶液体积不少于15ml).趁热过滤,蒸发浓缩滤液至溶液连续不断地产生大量小气泡为止.冷却后投入一粒晶种以促使晶体析出.待晶体析出后减压抽滤,并用少量乙醇洗涤晶体,抽干后再用滤纸吸干其水分.产物称重,计算产率.
5H2O的含量测定方法见文献[2].Na2S2O3
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收稿日期:1996-08-22,,
104西南师范大学学报(自然科学版) 第22卷2 实验结果与讨论
2.1 反应温度对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响按1.2步骤,分别实验不同反应温度对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响,实验结果列于表1.表1 温度对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响Table1 TheeffectofreactiontemperatureonproductivityandcontentofNa2S2O3
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5H2O反应温度(℃)
95～97
98～99
100～101
102～103
104～106产率(%)*41.849.259.173.481.2含量(%)*93.996.196.997.297.1
*均为一次结晶数据,不含母液中的含量,以下表2相同.
随反应温度升高,Na2S2O3
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5H2O的产率显著提高,含量也有所增加(表1).反应温度保持为104～106℃,产率可达80%以上,含量为97%左右.关于温度的控制问题,由于溶液的沸点随非挥发性溶质的浓度增大而升高.我们将文献
[1]的加水量由30ml减少为15～20ml,以提高溶液浓度,并将小火加热改为大火加热即可使温度达到104～106℃.
2.2 反应时间对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响按1.2步骤,温度保持为104～106℃,分别实验不同反应时间对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响.实验结果列于表2.表2 反应时间对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响Table2 TheeffectofreactionperiodonproductivityandcontentofNa2S2O3
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5H2O反应时间(min)
10
20
30
40产率(%)50.481.281.881.5含量(%)96.597.197.597.3
在104～106℃的温度下,反应时间为20min,Na2S2O3
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5H2O的产率和含量已达较高值.超过30min后的产率和含量变化不大,故反应时间选择为20～25min即可.2.3 搅拌对Na2S2O3
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5H2O产率和含量的影响由于该制备反应是非均相反应,且硫粉易浮在水面上,故必须加速搅拌才能使硫粉与溶液充分接触以加速反应.为了定量探索搅拌速度对该制备反应的影响,我们按1.2步骤,分别对95～97℃和104～106℃两个温度段,作快搅(320r/min)、慢搅(90r/min)和不搅拌的对比实验(为减少篇幅,数据略).其结果是,在温度较低(95～97℃)的情况下,反应速度慢,搅拌,
第1期 胡小莉等:用硫粉和亚硫酸钠制备硫代硫酸钠的反应条件探讨105因硫粉随溶液剧烈沸腾上下翻滚,与溶液接触机会增多,在此情况下,搅拌的作用就显得很次要了.因此,在本工作选择的最佳操作条件下,可省略搅拌.
在影响该制备反应的温度、反应时间和搅拌速度等因素中,温度是影响Na2S2O3
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5H2O产率和含量的主要因素.温度由95～97℃升高到104～106℃,反应时间由40min,缩短为20～25min产率由60%以下提高到80%以上.2.4 滤液蒸发浓缩终点的标志
工业生产中是通过测定溶液的波美度来指示蒸发浓缩的终点.学生作实验,因滤液少,很难测其波美度,只可根据蒸发过程中的现象变化来判断.本工作通过反复实验结果得出:滤液蒸发至连续不断地产生大量小气泡,且呈现粘稠,即为蒸发浓缩终点.
2.5 学生实验中出现的几种现象
2.5.1 产率低.按文献[1],由于加水量较多(30ml),在溶液沸腾后又改为小火加热,显然,反应温度较低(100～101℃),反应速度慢,反应不完全.这是造成产率低的主要原因.
2.5.2 滤液蒸发至混浊,冷却后有少量白色粉状物析出,加晶种也无晶体析出.这可能是由于加热灯焰太小,搅拌不够充分,反应时间少于40min等原因.生成的Na2S2O3很少,而剩余的Na2SO3较多,Na2SO3比Na2S2O3的溶解度小得多[3].当滤液浓缩到一定程度时,Na2SO3已达过饱和,经分析析出的白色粉末即为Na2SO3.但此时Na2S2O3尚处于未饱和状态,故冷却后加晶种也不析出Na2S2O2
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5H2O晶体.至于有的学生得到的产物不呈晶态而呈非晶态白色块状物,则是因滤液蒸发过度,结晶水不足所致.
3 结 论
(1)用硫粉和Na2SO3制备Na2S2O3
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5H2O的最佳条件是:硫粉2.0g,Na2SO36.0g,蒸馏水15～20ml,反应温度104～106℃,反应时间20～25min,不需搅拌.(2)在影响该制备反应的温度、反应时间等条件中,温度是决定Na2S2O3
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5H2O产率和含量的主要因素.将文献[1]的加水量30ml减少为15～20ml,将沸腾后小火加热,维持微沸(100～101℃)改为沸腾后大火加热,使溶液剧烈沸腾,即可使温度提高为104～106℃.Na2S2O3阅读详情.html
5H2O的产率由60%以下提高到80%以上,含量为97%左右.(3)改进后的实验缩短了反应时间,既可节约灯用酒精,又可在有限的实验时间内增加教学内容.
(4)改进后的实验省掉了搅拌,简化了操作.
本改进实验可供大学一年级无机化学实验及普通化学实验教学用.
参 考 文 献
1 钱可萍,韩志坚,陈佩琴等编.无机及分析化学实验(第二版).北京:高等教育出版社,1987.82～832 上海市化工轻工供应公司,上海化工采购供应站技术室编.化工商品检验方法.北京:化学工业出版社,1988.272～274
3 印永嘉主编.大学化学手册.山东:山东科学技术出版社,1985.257～258
2006年第64卷
第6期, 496～500
化 学 学 报
ACTA CHIMICA SINICA
Vol. 64, 2006 No. 6, 496～500
* E-mail: xczhan@
Received June 10, 2005; revised October 13, 2005; accepted November 16, 2005. 国家自然科学基金(No. 3047****)资助项目.
No. 6
史 焱等：抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数的测定
2－－－SO3 2OH＋ U SO2＋ －4 ＋ H2O 2e
497
一些药物或食品中的某些成分易被氧化, 常依赖加入抗氧剂来提高它们的稳定性. 然而, 目前选择抗氧剂及确定其用量的研究都主要是经验性的[1～6], 唯一能从理论上(用热力学方法比较抗氧剂与药物的标准还原或氧化电极电势)指明的, 只是某个抗氧剂有或没有使某个药物得到保护的可能性. 根据物理化学的基本原理, 标准还原或氧化电极电势取决于体系的Gibbs 自由能的增量∆G, 用热力学方法只能预言在特定条件下化学反应发生的可能性而不涉及反应实际进行的速率, 即不能解决反应的现实性问题. 要解决化学反应的现实性问题, 则需用化学动力学方法来测定实际反应的速率[7]. 在药物制剂中, 抗氧剂和被保护的药物与氧发生竞争性的氧化反应. 抗氧剂对药物的实际保护能力主要取决于其氧化反应的速率, 而这一速率的测定国内外均未见报道, 也未见有人试图用氧化反应速率来评价抗氧剂保护药物的能力. 如果能用动力学方法测定出抗氧剂及被保护药物与氧反应的速率常数, 就能在特定条件下确定抗氧剂及被保护药物与氧的竞争性反应的优先顺序, 并定量地计算出抗氧剂与药物消耗氧的比例. 这就有望从理论上定量地指导在药物制剂中所需加入抗氧剂的种类及数量. 这对于提高药物稳定性、简化选用抗氧剂的试验及减少过量使用抗氧剂所带来的不良影响都将有重要的意义.
亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠是三种常用的抗氧剂. 作者采用动力学方法, 分别测定了它们在水溶液中与氧反应的速率常数.
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E＝0.936 V (25 ℃)
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在水溶液中, 抗氧剂氧化反应的反应速率可能与抗氧剂的浓度和溶解氧浓度相关, 其速率方程可表达为:
－dcappnm
kcappcO
2
dt
(1)
2－
式中capp为抗氧剂的表观浓度(HSO－3和SO3的总浓
度), cO2为溶解氧浓度, t为反应时间, k为反应速率常数, n为抗氧剂的反应级数, m为氧的反应级数.
为使测定简便, 作者使用空气泵向溶液中持续通入足量的空气, 使反应体系中的溶解氧的浓度保持恒定, 则式(1)可表达为:
－dcappn
kappcapp dt
(2)
式中kapp为表观反应速率常数. 为减少实验过程中溶液蒸发, 所通入的空气预先通过25 ℃的水使其饱和. 实验中采用氧电极法(LM-1型测氧仪), 以被空气饱和的纯水为参比, 测定溶液中溶解氧的浓度. 其装置见图
1.
1 原理
亚硫酸是一个二元酸, 在25 ℃温度下的pKa,1＝1.81, pKa,2＝6.91. 在水溶液中亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子呈如下平衡:
2－－ SO3＋H2O UHSO－3＋OH
图1 氧化降解实验装置及测氧仪图
Figure 1 The assembly of the oxidative degradation and the oxygen meter
2 实验与结果
2.1 仪器与药品
LM-1型测氧仪(氧电极法, 中国科学院上海冶金研究所); HP-201型电磁振动式空气泵(浙江森森实业有限责任公司); Delta320 pH计(上海梅特勒-托利多仪器有限公司); 高精度电热恒温箱(自制, 在室温～100 ℃范围内其温度控制准确度和重现性≤±0.5 ℃)[8].
亚硫酸钠: A.R., 含Na2SO3≥97.0%, 成都化学试剂厂; 亚硫酸氢钠: A.R., 含NaHSO3(以SO2计)58.5%～65.0%, 天津市福晨化学试剂厂; 焦亚硫酸钠: A.R., 含Na2S2O5≥96.0%, 天津市塘沽鹏达化工厂; 其余试剂均为分析纯.
焦亚硫酸钠是由两分子亚硫酸氢钠脱水而成, 在水溶液中, 焦亚硫酸根离子可水解成亚硫酸氢根离子:
22－ZZZZZ XS2O5 2HSO－YZZZZZ 3
＋HO－H2O
根据以上平衡, 当溶液的pH相同时这三种抗氧剂存在的方式相同. 当溶液的pH＞6.91时主要以亚硫酸根离子的形式存在, 当1.81＜pH＜6.91时主要以亚硫酸氢根离子的形式存在. 亚硫酸氢根离子和亚硫酸根离子均可被氧化, 其反应式及标准氧化电极电势如下:
＋－
2HSO－US2O2－3 6＋2H＋2e
E＝－0.455 V (25 ℃)
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498
2.2 样品的配制
化 学 学 报 Vol. 64, 2006
取样品溶液1000 mL置棕色瓶内. 将棕色瓶置于恒温在25 ℃的高精度电热恒温箱内, 采用空气泵连续足量地向样品溶液中通入空气. 定时取样, 每次精密移取50 mL, 测定抗氧剂的含量. 实验中采用测氧仪, 以同温度下被空气(25 ℃, 96664 Pa)饱和的纯水为参比, 用氧电极测得所有样品溶液中的溶解氧浓度均与参比液中的浓度相同(7.86 mg•L－1), 且在整个实验过程中保持不变. 这一结果表明, 在实验条件下氧的溶解速率远大于抗氧剂氧化反应的速率, 溶解氧的浓度可视为常数.
分别以每次实验的抗氧剂浓度对时间作图, 均可得直线, 表明亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠的氧化均为零级反应. 现以亚硫酸钠在浓度为0.15 mol•L－1缓冲溶液中的氧化反应为例, 说明其数据处理方法, 其含量测定数据见表1, 回归直线见图2. 由直线的斜率可得表观反应速率常数. 三种抗氧剂在不同实验条件下的表观反应速率常数见表2～
4.
亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠在药物制剂中的常用浓度为0.01%～1.0%. 为便于比较, 本实验中亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的初始浓度均为1.000×10－2 mol•L－1, 焦亚硫酸钠的初始浓度为5.00×10－3 mol•L－1. 称取亚硫酸钠1.2604 g, 亚硫酸氢钠1.0406 g及焦亚硫酸钠0.9506 g, 分别加入缓冲溶液定容至1000 mL.
2.3 样品的含量测定[9]
移取样品50 mL, 置碘瓶中, 加入碘滴定液(0.1 mol•L－1) 25 mL, 密塞、摇匀, 在暗处放置5 min, 用硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol•L－1)滴定, 至近终点时, 加入淀粉指示液1 mL, 继续滴定至蓝色消失, 并将滴定的结果用空白试验校正.
2.4 样品氧化反应表观速率常数的测定
亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在不同酸碱性溶液中有不同的解离形式, 其氧化反应速率与溶液的pH值密切相关. 为使实验结果在药剂学中有代表性, 分别在中性(磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液, pH 6.8), 弱酸性(邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液, pH 4.0)和弱碱性(硼砂缓冲溶液, pH 9.2)条件下测定其反应速率常数.
为排除缓冲溶液可能对反应速率的影响, 通常的作法是每种缓冲溶液(相同pH值)都配制成几种不同的浓度, 分别测定反应速率常数, 以速率常数对缓冲溶液浓度作图得一直线, 将直线外推得缓冲溶液浓度为零时的速率常数. 这一速率常数即为排除了缓冲溶液影响的速率常数. 在本实验中, 每种缓冲溶液都配制成三种不同浓度(混合磷酸盐和邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液为0.15, 0.2, 0.25 mol•L－1, 硼砂缓冲溶液为0.05, 0.1, 0.15 mol•L). 分别测定样品的氧化反应表观速率常数.
－1
图2 亚硫酸钠浓度下降直线
Figure 2 The residual concentrations of sodium sulfite in 0.15
－
mol•L1 buffer solutions
◆: pH 6.8 ■: pH 4.0 ▲: pH 9.2
表1 亚硫酸钠在缓冲溶液浓度为0.15 mol•L－1的缓冲溶液中氧化反应的含量测定数据
－
Table 1 The residual concentrations of sodium sulfite in 0.15 mol•L1 buffer solutions pH 6.8
t/h
cNa2SO3×102/(mol•L1)
－
pH 4.0
t/h
cNa2SO3×102/(mol•L1)
－
pH 9.2
t/h
cNa2SO3×102/(mol•L1)
－
0.00 1.008 0.00 1.006 0.00 0.999 0.25 0.963 0.50 0.940 0.25 0.824 0.50 0.930 1.00 0.879 0.50 0.703 1.00 0.863 1.50 0.822 0.75 0.541 1.50 0.780 2.00 0.759 1.00 0.304 2.00 0.753 2.50 0.721 1.25 0.176 3.00 0.594 3.00 0.640 1.50 0.011 4.00 0.445 3.50 0.569 5.00 0.325 4.00 0.519 6.00 0.210 5.00 0.416
No. 6
史 焱等：抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数的测定 表2 亚硫酸钠氧化降解反应实验结果a
Table 2 The results obtained from oxidative degradation experiments of sodium sulfite
pH pH 6.8
cbuf/(mol•L1)
－
499
kapp×103
r Means±SD of kapp
0.15 1.337 0.9989 0.20 0.25
pH 4.0
(1.38±0.03)×10－3 1.397 0.9993 1.400 0.9984
0.15 1.193 0.9988
－
0.201.214 0.9989 (1.20±0.01)×103 0.25
1.198 0.9998
0.05 6.644 0.9993
－
0.10 6.549 0.9974 (6.62±0.01)×103 0.15 6.654 0.9976
pH 9.2
a
cbuf is the concentration of buffer solution, kapp is the apparent reaction rate constant.
表3 亚硫酸氢钠氧化降解反应实验结果
Table 3 The results obtained from oxidative degradation experiments of sodium bisulfite
pH pH 6.8
cbuf/(mol•L1)
－
kapp×103
r Means±SD of kapp
0.15 0.20 0.25 0.15
pH 4.0
0.20 0.25 0.05
pH 9.2
0.10 0.15
1.285 0.9985
(1.32±0.02)×10－3 1.326 0.9986 1.342 0.9998 1.212 0.9988
1.202 0.9998 (1.20±0.02)×10－3 1.178 0.9988 6.754 0.9990
－
6.639 0.9989 (6.64±0.02)×103
6.515 0.9988
表4 焦亚硫酸钠氧化降解反应实验结果
Table 4 The results obtained from oxidative degradation experiments of sodium pyrosulfite
pH pH 6.8
cbuf/(mol•L1)
－
kapp×103
r Means±SD of kapp
0.15 1.332 0.9989 0.20 0.25
pH 4.0
(1.32±0.02)×10－3 1.306 0.9990 1.336 0.9993
0.15 1.180 0.9995
－
0.201.251 0.9984 (1.21±0.03)×103 0.25
1.203 0.9996
0.05 6.531 0.9997
－
0.10 6.479 0.9998 (6.49±0.01)×103 0.15 6.447 0.9987
pH 9.2
由表2～4可见: (1)缓冲溶液浓度对亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应的表观速率常数的影响很小(RSD≤3%), 故分别取在各种缓冲溶液浓度下的均值作为其在这一pH值条件下的表观反应速率常数; (2)由于在溶液的pH值相同时这三种抗氧剂实质上是一样的, 实验测得的表观反应速率常数也很相近(RSD≤
3%), 故对三种抗氧剂的表观反应速率常数再取均值得: 在25 ℃温度和pH 6.8, 4.0及9.2条件下分别为(1.34±0.03)×10－3, (1.20±0.02)×10－3和(6.58±0.02)×10－3 mol•L－1•h－1; (3)在弱碱性条件下亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠反应速率较快, 抗氧化能力较强; 在中性和弱酸性条件下反应速率较慢, 抗氧化能力较弱.
500
化 学 学 报 Vol. 64, 2006
References
1 Elisabete, G.; Leonor, M.; Almeida, A.; Teresa, C. P. D. Int.
J. Pharm. 1998, 172, 219.
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1993, 90, 19.
3 Lucero, M. J.; Vigo, J.; León, M. J. Int. J. Pharm. 1994,
110, 241.
4 Desai, D. S.; Ranadive, S. A.; Lozano, R.; Varia, S. A. Int. J.
Pharm. 1996, 144, 153.
5 Skiba, M.; Skiba-Lahiani, M.; Marchais, H.; Duclos, R.;
Arnaud, P. Int. J. Pharm. 2000, 198, 1.
6 Stefan, P.; Bianca, M. L.; James, B. P. Int. J. Pharm. 2002,
91, 111.
7 Hou, X.-P.; Zhan, X.-C. Physical Chemistry, People’s
Medical Publishing House, Beijing, 2002, p. 192 (in Chi-nese).
(侯新朴; 詹先成, 物理化学, 人民卫生出版社, 北京, 2002, p. 192.)
8 Zhan, X.-C.; Yin, G.-K.; Ma, B.-Y. Int. J. Pharm. 1995, 115,
161. 9 State Pharmacopoeia Committee of the People's Republic
of China, Pharmacopoeia of the People' Republic of China, 2000 Ed., Part II, Chemical Industry Press, Beijing, 2000, p. 52, p. 226, p. 934 (in Chinese).
(国家药典委员会, 中华人民共和国药典, 2000年版二部, 化学工业出版社, 北京, 2000, p. 52, p. 226, p. 934.)
(A050**** QIN, X. Q.; FAN, Y. Y.)
铜 和渗 硫酸 反 扈的 再 宄
： （ （） ）
◇ 山东 赵 丽 亚
明铜 片 质量选 取 ０ ． ５ ｇ为最适 合． ② 浓硫 酸 体 积对 实
验结 果 的影 响 ：也依 据 上 述情 况 ， 将 浓硫 酸 体 积 设 为 变量 ， 讨论 浓 硫 酸 体 积 对 实 验 结 果 的影 响 ． 最 后 选 取
５ ． ０ ｍＬ浓 硫酸 为宜 ．
２ 实 验 改 进
１ ）改 进 后 的 实验 装 置
关 于浓硫 酸 与 Ｃ ｕ反 应 的化 学实 验 ， 是 一个 典 型
的化 学 实验 ， 但是 ， 在实 际 的实 验 过 程 中 ， 实验 中会 产
生 意想不 到 的一些 现象 ， 给 探 寻浓 硫 酸 的 化学 性 质 等 问题 带来 了困 惑 ， 下 面 做 出具 体 分 析 ， 并 提 出 了改 进 方 法和措 施 ．
１ 实 验 探 究 １ ）实验 过 程 中 产 生 的 特 殊 现 象
玻 璃 浓 硫 酸
课本 中对 该 实 验 现 象 的表 述 为 ： 溶液变成蓝色 、
２ ）改 进 后 的 买验 步 骤
有 刺激性 气 味气体 、 该气 体 使 得 品红 褪 色 ． 但是， 在实
际 的实验 操作 过程 中 ， 具 有 以下一 些 实验 现 象 ： ① 开 始加 热 时 ， 铜 片表 面 逐 渐 变 成 黑 色 ；② 继 续 加 热 ， 大
① 按 照上面 的 实验 装 置 ， 将 装 置 连 接好 ， 并 检 查 装置 的气 密性 ． ② 在左 边 的大试 管 中加 人 ５ ｍＬ 的浓
硫酸 ， 并且 将小 试管 底部 弄 破 ， 放 入 少量 的玻 璃 纤维 ，
之后 在上 面放 上 ０ ． ５ ｇ的铜 片 ， 在 中 间 的硬 质 玻 璃 管 中， 放上用 水 润 过 的品 红 试 纸 ， 之 后 放 上 湿 润 的 石 蕊
量 刺激性 气 体 产 生 ， 溶液变成墨绿色， 并 且 有 少 量 的 灰 白色沉 淀 在 溶 液 底 部 ；③ 继 续 加 热 ， 溶 液产生 白 雾， 并且 浑浊 的溶液 逐 渐 变得 澄 清 ； ④ 将 试 管 中 的溶 液倒 人 另一 支 有水 的试 管 中 ， 试 管有 些 许 蓝 色． 产 生
这 些现象 的原 因如 下 ： ① 产生 黑色 沉淀 的原 因 ： 由于 在加 热过 程 中 ， 产 生了除了 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ 之 外 的新 的黑 色 物 质 ， 这 是 实 验 预 想 之外 的沉 淀 ， 这 些 杂 质 使 得 蓝 色溶 液 不 明显 ， 对 实 验 现象 进行 了掩 盖． ② 溶 液呈 现 墨 绿色 的原 因 ：Ｓ Ｏ 。
试纸 ， 并在 右 边 的 大 烧 杯 口设 置 防倒 吸 的 仪 器 ， 在 大
烧杯 中放 入少 量 的 Ｎ ａ ＯＨ 溶 液． ③ 首 先 对 左 边 的 大 试管 加热 ， 当其 沸腾 的 时候 ， 将 小 试 管深 入 到 其底 部 ， 并 且 让 浓 硫 酸 浸 没 小 试 管 中 的铜 片 ， 与 铜 片 进 行 反
应， 观察并 分析 实验 过 程 中的现 象 ． ④ 在 反
应 一段 时 间后 ， 将 大试 管与小 试管 分 离 ， 并 且移 走 酒 精 灯 ， 加 热
中间 的硬 质玻 璃管 ， 观察 品红试 纸 和 石 蕊试 纸 的颜 色
气体 溢 出的 时候 ， 也 会产 生 Ｃｕ Ｓ 、 Ｃ ｕ 。 Ｓ这 些 黑 色沉 淀 脱落， 并 且 与淡黄 色 的固体 ｓ ， 还有生成的 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ ， 一 起 在溶 液 中 ， 使得溶 液 变 成 了 墨绿 色． ③ 溶 液 有 白雾 和 灰 白色 固体 产 生 的原 因 ： 在对溶液进行继续加热 ， 其 过程 中 ， 浓硫 酸将 产 生 的 Ｃ ｕ Ｓ 、 Ｃ ｕ Ｓ 、 Ｓ等物 质进 行 氧化， 这 个过 程 ， 就 使得 溶液 逐 渐 变得 澄 清 ． 由于 浓硫 酸 与水 的结 合 物 （ 也就 是 水 合 硫 酸 ） ， 温度过高 ， 其 变 成 了水 蒸 气 ， 与Ｓ Ｏ。气体 一 起 溢 出 ， 从 而 导 致 白雾 的
变化 ， 装置 冷 却 后 ， 用 长 的胶 头 滴 管 加 入 一 定 量 的蒸
馏水 到大试 管 底部 ， 进行 稀 释．
３ ）改 进 后 的 实验 优 点
① 这 是个 套管 装置 实验 ， 大小 试 管 的相 互 配合 与 使用 ， 是装 置 的创新 部分 ， 也是 亮 点部 分． ② 该 实验装
置更 好 的检验 了浓硫 酸 与铜 在 加 热 之后 ， 反 应 的生 成 物． 并 对生 成 物进行 了检 验 ， 在 实 验 过程 中 ， Ｓ Ｏ。使 得 品红 褪 为无 色 、 石 蕊 变 红但 是 不 褪 色 ， 表明了 Ｓ Ｏ 的 酸性 和 漂 白性 ， 这也 进 一 步证 明 了 Ｓ Ｏ。的化 学性 质． ③ 通过将 品红溶 液换 成 品红试 纸 ， 大 大减 少 了反应 时
产 生． 灰 白色 固 体 是 由于 生 成 的 Ｃ ｕ Ｓ Ｏ 与没 有 反 应
完全的 Ｃ ｕ Ｓ固体一起 ， 就 形成 了灰 白色 ． ２ ）实验过 程物 质 用量 的分析 根 据上 述分 析 ， 在 实际反应过程 中， 不 仅 仅 会 产 生我们 需要 的物 质 ， 还 会 产 生 很 多 不 必 要 的反 应 ， 从
而影 响 了我 们对 实验结 果 和实 验 现 象 的观 察 ． 为 了避 免 这些 影 响的作用 ， 设 置几 组 对 照观 察 反 应物 用 量对
实验 过程 的影 响．
间， 可 以更 快 的看 到反应 过 程． 并且 ， 玻 璃 杯 的 Ｎａ ＯＨ
溶液 可 以对 Ｓ Ｏ 进行 吸 收 ， 防止 ｓ ０ 对 大 气 的 污染 ．
防止 倒 吸 的实 验 仪 器 创 新 ， 也 是 本 实 验 的独 特 之处 ，
可 以有效 的对 Ｓ Ｏ 进 行 收集． 针对 实验 中可 能产 生 的
黑 色杂 质 进行 了排 除 ， 并对 Ｓ Ｏ。的检 验 、 Ｓ Ｏ 有 毒 气 体 的 回收方 案 都 进 行 了 改 进 ， 提 升 了实 验 效 果 ， 更 进
一
① 铜片质 量对 实验 结 果 的影 响 ：选 择 ９ ８ ． ３ 的
浓硫酸 ， 选 取 的 铜 片 质 量 以 ｇ计 算 ， 加 热时 间 为 ２
步证实 了浓 硫 酸 的强 氧 化 性 ， 它将单质铜 氧化 ， 并 （ 作者 单位 ： 山 东省 平度 市开发 区高级 中 学）
化
释放 出了 ｓ Ｏ。 气体．
ｍｉ ｎ ， 设 置 了 ５组对 照实 验． 并 观察 现 象． 根 据对 照 ， 表
浓硫酸与铜反应的实验探究
高中化学教材必修1（新课标）第四章第四节《氨 硝酸 硫酸》中，为了讲解浓硫酸的氧化性，设计了浓硫酸与铜反应的实验（实验4-9），教材中关于浓硫酸与铜反应的实验是这样叙述的：“我们已经知道，铜不能与酸反应放出h2。但浓硫酸却可以与铜发生氧化还原反应，反应除生成硫酸铜外，还生成二氧化硫和水。”（实验装置及现象如下图-1所示）
一、 提出问题
在实际操作时，试管底部往往有黑色沉淀物，反应所形成的溶液呈灰绿色，加热时间长一些，溶液颜色可变浅。
如果有硫酸铜生成，溶液应该是蓝色，为什么溶液呈灰绿色而且试管底部有黑色物质出现呢？为了达到理想的实验效果并且解释这些现象，我们从反应产物和反应条件两方面着手对浓硫酸与铜的反应做了一些探究。
二、 实验验证
实验仪器：铁架台、酒精灯、大试管、小试管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、温度计、导管与橡皮管若干；
实验药品：铜丝、铜片、不同浓度的浓硫酸、品红溶液、蒸馏水。
（一） 浓硫酸的浓度对反应的影响
我们先来探究当铜片规格相同、硫酸过量时，浓硫酸浓度对实验的影响。
1．实验过程
【实验1-1】取18.4mol/l浓硫酸3ml置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：开始加热一会儿后产生气泡，在铜片表面有细小黑色颗粒状物质生成并进入浓硫酸中，形成黑色悬浊液。随着温度升高，直至沸腾，黑色颗粒状物质逐渐转变成细小灰白色颗粒状。试管中出现大量白雾，品红溶液褪色。停止加热静置，未反应的铜表面有黑色物质，试管底部沉淀的固体物质呈灰白色，试管中的液体呈灰绿色。继续冷却试管时，溶液的颜色慢慢变浅。将此无色溶液倒入废液缸中，向试管中残留的灰白色固体中加少量蒸馏水，所得溶液呈很浅的蓝色。
【实验1-2】 取16mol/l浓硫酸3ml置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：与【实验1-1】现象相似，但溶液中灰白色沉淀较少，溶液也呈浅蓝色。冷却后溶液仍然为浅蓝色。
【实验1-3】 取14mol/l浓硫酸3ml置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：与【实验1-1】不同的现象是溶液没有变黑，而是直接变为蓝色，试管中也没有灰白色的固体生成。冷却后溶液仍然为蓝色。
【实验1-4】 取12mol/l浓硫酸3ml置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：与【实验1-1】不同的现象是溶液没有变黑，而是直接
变为浅蓝色，试管中也没有灰白色的固体生成。冷却后溶液仍然为浅蓝色。
【实验1-5】 取10mol/l浓硫酸3ml置于试管中，向其中放一小块铜片，并用酒精灯加热。
实验现象：溶液没有反应。
2．现象分析
（1）与18.4mol/l浓硫酸反应时，铜的表面为什么有黑色物质生成？而后来试管底部为什么又会出现灰白色物质？
带着这个问题，我们查阅了大学《无机化学基础》，经过分析，得到如下的解释：
浓硫酸与铜反应是分步进行的，铜先被浓硫酸氧化为黑色的氧化铜，氧化铜再与浓硫酸反应生成硫酸铜，在此过程中主要的反应方程式为：
cu + h2so4(浓) cuo + so2↑ + h2o cuo + h2so4(浓) cu so4 + h2o
总反应方程式可表示为：
2h2so4(浓)＋cu cuso4＋2h2o＋so2↑
在发生上述主要反应的同时，还伴随有一些副反应,如有cus、cu2s等黑色物质生成,随着反应的进行，这些物质又被浓硫酸氧化生成硫酸铜、二氧化硫、硫等物质。其副反应有：
5cu+4h2so4(浓)3cuso4+cu2s+4h2o
cu2s +2h2so4(浓) cuso4+cus+ so2↑+ 2h2o
cus +2h2so4(浓) cuso4+ so2↑+s+ 2h2o
s +2h2so4(浓) 3so2↑+ 2h2o
在该反应过程中产生的黑色物质正是cuo 、cu2s 、cus、s等，随着反应的进行，这些物质继续被浓硫酸氧化，生成硫酸铜，而其中硫化铜反应不完全，白色的硫酸铜和黑色的硫化铜都很难溶于自由水很少的浓硫酸中，它们混合在一起而呈现为灰白色的不溶物。 在加热时原来被浓硫酸强行吸住的水和二氧化硫一同逸出，从而在试管内形成了白雾。
而生成二氧化硫气体会使铜表面生成的黑色cuo 、cu2s 、cus脱落，与黄色的s及淡蓝色的硫酸铜溶液混合在一起，而成为灰绿色浊液。
（2）铜与14mol/l浓硫酸反应时为什么没有出现黑色物质？冷却后溶液的颜色又为什么没有变浅？
14mol/l硫酸中水比较多，部分硫酸可以发生电离，使溶液酸性较强，因此生成的氧化铜能快速溶解，所以我们无法观察到黑色物质的出现。也正是14mol/l硫酸中存在比较多水的原因，冷却后溶液的颜色也就没有变浅。
3．实验小结
在铜片规格相同硫酸过量时，铜最终能被氧化为硫酸铜。硫酸浓度太大，难于使产物溶解，而出现有灰白色沉淀的灰绿色浊液。硫酸浓度太小，使其氧化能力下降，不能将铜氧化生成硫酸铜，而导致现象不明显或不反应。
为使浓硫酸与铜反应达到“生成明显的蓝色溶液并且无浑浊”的效果，应该使用的浓硫酸的适宜的浓度为12mol/l ~ 16mol/l。
（二） 温度对反应的影响
我们再来探究取用18.4mol/l浓硫酸、铜过量时，不同温度对反应的影响。
1．实验过程
【实验2-1】 取18.4mol/l浓硫酸3ml置于试管中，塞住带有温度计的双孔橡皮塞，将浓硫酸加热到150℃左右，撤去酒精灯，将一端卷成螺旋状的铜丝插入浓硫酸中。
实验现象：反应缓慢，溶液中出现细小黑色颗粒，待溶液冷却后过滤，将黑色物质分别加入到水、氨水和稀硫酸中，在氨水中溶解，而在水和稀硫酸中没有溶解，此现象符合cu2s的性质，证明此黑色物质是cu2s。
【实验2-2】 取18.4mol/l浓硫酸3ml置于试管中，塞住带有温度计的双孔橡皮塞，将浓硫酸加热到200℃左右，撤去酒精灯，将一端卷成螺旋状的铜丝插入浓硫酸中。
实验现象：反应较快，溶液中出现细小黑色颗粒，品红溶液褪色，待溶液冷却后过滤，将黑色物质分别加入到水、氰化钾溶液中，在氰化钾溶液中溶解了，而在水中没有溶解，此现象符合cus的性质，证明此黑色物质是cus。
【实验2-3】取18.4mol/l浓硫酸3ml置于试管中，塞住带有温度计的双孔橡皮塞，将浓硫酸加热到接近沸腾（约338℃），撤去酒精
灯，将一端卷成螺旋状的铜丝插入浓硫酸中。
实验现象：反应非常剧烈，溶液中快速生成白色固体和少量细小黑色颗粒，试管上部出现白雾，品红溶液褪色，待溶液冷却后过滤，将白色物质分别加入到适量水中，完全溶解并形成蓝色溶液，此现象符合cuso4的性质，证明此白色物质是cuso4。
2．实验小结
为使浓硫酸与铜反应达到“生成明显的蓝色溶液并且无浑浊”的效果，应该采取加热浓硫酸至沸腾，再将铜与浓硫酸接触的方法，这样能生成大量硫酸铜同时副产物较少，稀释后呈现蓝色。
三、 得出结论
综合上述（一）、（二）探究，得出结论：在浓硫酸与铜反应的实验中，使用浓度为12mol/l ~ 16mol/l的浓硫酸，并且采取加热浓硫酸至沸腾，再将铜与浓硫酸接触的方法，能达到最好的演示效果。
四、 探究反思
化学是一门以实验为基础的自然学科，离开了实验则失去了对我们所学化学知识的检验标准，演示实验是我们进行化学教学的最常用手段，也是化学教学的特色。所以，合理的使用演示实验，能让学生直观、生动的感受化学，激发学习化学的兴趣和求知欲，使学生能主动的学习，从而提高教学效率。只是我们应该注意的是，做演示实验不能一味的按课本上的来，这样会抑制教师的创新思维,也可能传达给学生不真实的东西。
不断的钻研教材，深入地探究教材上的实验，才能将客观的事实
呈现给学生，同时也是高中化学教师驾驭课堂、提高课堂实验教学能力，提升自身科学素养和培养自身创新思维的必由之路。
五 : 硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式
硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式
反应结果为什么不是硫酸钠和亚硫酸
亚硫酸钠过量或恰好反应：H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2硫酸过量：2H2SO4+Na2SO3=2NaHSO4+H2O+SO2因为硫酸是强酸,亚硫酸是中强酸,所以不管两者谁过量,实际都是2H+ + SO3 2- =H2O + SO2强酸制弱酸 学生一般要求掌握这...
本文标题：亚硫酸钠和硫酸反应-硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式,61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1