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在中学化学实验中，铜和浓硫酸的反应现象比较特殊：紫红色的铜和浓硫酸在不加热时不反应，加热到一定温度时开始反应，混合物变黑色，倒入盛水的烧杯中溶液变蓝色。从反应原理来看，铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，硫酸铜在水溶液中呈现蓝色，但是浓硫酸中几乎没水，所以不显蓝色。铜与足量浓硫酸充分反应后的固体物质应为硫酸铜、硫化铜、硫化亚铜，还有氧化铜。下面就通过实验分析比较铜和浓硫酸在有氧和无氧条件下的反应。
一、传统的实验装置图：铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置（未隔绝空气）。
试管①中加入5ml浓硫酸按上图所示装置进行实验。
（1）①中铜与浓硫酸发生了氧化还原反应，Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+H2O
上述实验过程中，发现①中试管内有少量灰黑色固体出现。实验结束后冷却至室温，将试管①中的物质缓缓倒入水中，溶液呈蓝色，底部有黑色固体。根据现象分析灰黑色固体是白色的硫酸铜、黑色的硫化铜和黑色的硫化亚铜的混合物。取少量蓝色溶液于试管中，滴加NaOH溶液至过量，观察到开始没有明显现象，后有蓝色沉淀生成。铜只跟浓硫酸反应，不与稀硫酸反应，因此硫酸剩余，当加入NaOH溶液时，先发生中和反应H++OH-=H2O，如果继续滴加NaOH溶液，发生：Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓，因此现象是开始无明显现象，后有蓝色沉淀生成。
（2）②中饱和NaHSO3溶液的作用是：除去①中挥发出的少量硫酸（硫酸沸点338℃）。加热一段时间后，③中溶液依然澄清，④中溶液褪色，说明有二氧化硫生成。想要立即终止铜与硫酸的反应，上移铜丝，使其脱离硫酸。
（3）反应停止后，待装置冷却，把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验：第一份：加入氢氧化钠溶液有白色沉淀生成：SO2易溶于水，BaCl2溶液中溶解了一部分SO2，SO2+ 2OH-=SO32-+H2O ，Ba2++SO32-=BaSO3↓（或SO2+2OH-+Ba2+=H2O + BaSO3↓）；第二份：加入氯水后有白色沉淀生成：SO2既具有氧化性也具有还原性，遇到较强的氧化剂表现为还原性，Cl2具有强氧化性，发生：SO2+Cl2+H2O=4H++2Cl-+SO42-，Ba2++SO42-=BaSO4↓（SO2+Cl2+2H2O+Ba2+=4H++2Cl-+BaSO4↓）。
（4）④中用棉花團吸收尾气，防止二氧化硫污染空气。因为SO2有毒，如果逸出对环境造成污染，必须除去。因此用浸氢氧化钠溶液有棉花团的除去SO2尾气，SO2+2OH-=SO32-+H2O。
二、铜和浓硫酸在无氧条件下的反应
在铜和浓硫酸的反应过程中，观察到灰黑色的固体物质有硫酸铜、硫化铜及硫化亚铜等，这不难理解，该固体物质中有没有黑色的氧化铜呢？为解决这一问题，设计了如下实验：用分液漏斗和锥形瓶组成二氧化碳发生装置，用盛有饱和碳酸氢钠溶液洗气瓶除去挥发的氯化氢，向装有铜片和浓硫酸的试管中通入二氧化碳，尾气用饱和氢氧化钠溶液吸收。如下图所示：
（1）打开分液漏斗开关，盐酸和锥形瓶内的碳酸钙反应，生成二氧化碳，经过洗气瓶进入大试管排出空气，一段时间后，在出气导管口检验空气是否排净。排净后，导管中充满了二氧化碳，点燃酒精灯加热，这样就避免了铜受热和空气反应。
（2）加热后，铜片保持亮红色，过了较长一段时间后，铜片和浓硫酸开始反应，混合物变墨绿色，有黑灰色固体生成。由于隔绝了空气，生成氧化铜的可能性基本排除，灰黑色固体应是硫酸铜、硫化铜和硫化亚铜。
（3）将反应后的混合物沿着烧杯壁注入水中，溶液呈现蓝色，底部有黑色固体。硫酸铜溶解，黑色固体应为硫化铜和硫化亚铜。
通过实验对比，可以看出在无氧条件下仍有黑色固体物质，说明产物中的黑色物质不只是氧化铜。反复实验，分析现象。投石问路，百家争鸣，在争论中提高，以期共同进步。
一、传统的实验装置图：铜丝与浓硫酸反应并验证其产物性质的实验装置（未隔绝空气）。
试管①中加入5ml浓硫酸按上图所示装置进行实验。
（1）①中铜与浓硫酸发生了氧化还原反应，Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+H2O
上述实验过程中，发现①中试管内有少量灰黑色固体出现。实验结束后冷却至室温，将试管①中的物质缓缓倒入水中，溶液呈蓝色，底部有黑色固体。根据现象分析灰黑色固体是白色的硫酸铜、黑色的硫化铜和黑色的硫化亚铜的混合物。取少量蓝色溶液于试管中，滴加NaOH溶液至过量，观察到开始没有明显现象，后有蓝色沉淀生成。铜只跟浓硫酸反应，不与稀硫酸反应，因此硫酸剩余，当加入NaOH溶液时，先发生中和反应H++OH-=H2O，如果继续滴加NaOH溶液，发生：Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓，因此现象是开始无明显现象，后有蓝色沉淀生成。
（2）②中饱和NaHSO3溶液的作用是：除去①中挥发出的少量硫酸（硫酸沸点338℃）。加热一段时间后，③中溶液依然澄清，④中溶液褪色，说明有二氧化硫生成。想要立即终止铜与硫酸的反应，上移铜丝，使其脱离硫酸。
（3）反应停止后，待装置冷却，把③取下后将其中溶液分成两份做如下实验：第一份：加入氢氧化钠溶液有白色沉淀生成：SO2易溶于水，BaCl2溶液中溶解了一部分SO2，SO2+ 2OH-=SO32-+H2O ，Ba2++SO32-=BaSO3↓（或SO2+2OH-+Ba2+=H2O + BaSO3↓）；第二份：加入氯水后有白色沉淀生成：SO2既具有氧化性也具有还原性，遇到较强的氧化剂表现为还原性，Cl2具有强氧化性，发生：SO2+Cl2+H2O=4H++2Cl-+SO42-，Ba2++SO42-=BaSO4↓（SO2+Cl2+2H2O+Ba2+=4H++2Cl-+BaSO4↓）。
（4）④中用棉花團吸收尾气，防止二氧化硫污染空气。因为SO2有毒，如果逸出对环境造成污染，必须除去。因此用浸氢氧化钠溶液有棉花团的除去SO2尾气，SO2+2OH-=SO32-+H2O。
二、铜和浓硫酸在无氧条件下的反应
在铜和浓硫酸的反应过程中，观察到灰黑色的固体物质有硫酸铜、硫化铜及硫化亚铜等，这不难理解，该固体物质中有没有黑色的氧化铜呢？为解决这一问题，设计了如下实验：用分液漏斗和锥形瓶组成二氧化碳发生装置，用盛有饱和碳酸氢钠溶液洗气瓶除去挥发的氯化氢，向装有铜片和浓硫酸的试管中通入二氧化碳，尾气用饱和氢氧化钠溶液吸收。如下图所示：
（1）打开分液漏斗开关，盐酸和锥形瓶内的碳酸钙反应，生成二氧化碳，经过洗气瓶进入大试管排出空气，一段时间后，在出气导管口检验空气是否排净。排净后，导管中充满了二氧化碳，点燃酒精灯加热，这样就避免了铜受热和空气反应。
（2）加热后，铜片保持亮红色，过了较长一段时间后，铜片和浓硫酸开始反应，混合物变墨绿色，有黑灰色固体生成。由于隔绝了空气，生成氧化铜的可能性基本排除，灰黑色固体应是硫酸铜、硫化铜和硫化亚铜。
（3）将反应后的混合物沿着烧杯壁注入水中，溶液呈现蓝色，底部有黑色固体。硫酸铜溶解，黑色固体应为硫化铜和硫化亚铜。
通过实验对比，可以看出在无氧条件下仍有黑色固体物质，说明产物中的黑色物质不只是氧化铜。反复实验，分析现象。投石问路，百家争鸣，在争论中提高，以期共同进步。