Question

为什么浓硫酸与铜反应时会产生白色烟雾及凝聚的淡黄

Answer 1

有关实验现象分析如下：
硫酸与铜共热时溶液中先产生黑色物质后变成灰白色物质的原因
浓硫酸与铜共热反应是分步进行的，铜先被浓硫酸氧化为黑色的氧化铜，氧化铜再与硫酸反应生成硫酸铜，这是反应过程中的主要化学反应，其反应的方程式为：
Cu+H2SO4（浓）= CuO+SO2↑+H2O
CuO+ H2SO4（浓）= CuSO4+ H2O
该过程的净化反应可表示为：
Cu+2H2SO4（浓）= CuSO4+ SO2↑+ 2H2O
同时反应过程中还伴有一些副反应，如生成有CuS、Cu2S等黑色物质，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）= 3 SO2↑+ 2H2O
反应过程中产生的黑色物质是CuO 、Cu2S 、CuS等，后来转变为灰白色物质是未溶解于浓硫酸中的CuSO4。
产生大量白色烟雾及凝聚的淡黄色固体物质慢慢消失的原因
由于反应溶液处于沸腾状态（浓硫酸的沸点温度为338℃），反应中生成的水及一定量的硫酸变成蒸气，因而在试管上方形成了硫酸的酸雾。浓硫酸与铜共热时的副反应中生成的硫在此温度下有一部分变成了硫蒸气从溶液中逸出，硫蒸气先被冷凝成淡黄色固体附着在试管壁上。随着试管内温度的逐渐升高，硫酸蒸气将凝聚的硫氧化为二氧化硫而慢慢消失。其反应的方程式为：
S +2H2SO4（浓）= 3 SO2↑+ 2H2O