Cu 也就是铜单质,常温下不能和稀硫酸反应,但是在加热条件下可以和浓硫酸发生氧化还原反应,核心原因是金属活动性顺序里面铜排在氢后面,稀硫酸里面体现的是氢离子的弱氧化性,无法把铜氧化,所以稀硫酸和铜不反应,而浓硫酸在加热状态下,硫酸分子本身具有强氧化性,可以氧化铜单质,反应之后生成硫酸铜 二氧化硫和水,这个是高中化学高频考点,很多同学容易误以为铜和所有硫酸都不能反应,混淆稀硫酸和浓硫酸的氧化性差异,做题的时候一定要看清题目是稀硫酸还是浓硫酸,还要注意反应必须加热,常温下铜和浓硫酸反应速率极慢几乎可以认为不反应。
反应原理与方程式
铜和浓硫酸加热反应化学方程式
Cu + 2H₂SO₄(浓) △ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
反应里面铜从 0 价升高到 + 2 价,硫元素从 + 6 价降低到 + 4 价,属于氧化还原反应,硫酸既充当氧化剂,又体现酸性生成硫酸铜盐类。
稀硫酸与浓硫酸对照表格
| 项目 | 稀硫酸 | 浓硫酸加热 |
|---|---|---|
| 氧化性来源 | H + 氢离子 | 硫酸分子 |
| 能否和 Cu 反应 | 不能 | 可以反应 |
| 反应产物 | 无 | 硫酸铜 二氧化硫 水 |
| 是否需要加热 | 不需要,但是不反应 | 必须加热 |
| 反应类型 | 不发生置换反应 | 氧化还原反应 |
关键易错要点
1 金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,Cu 在 H 之后,所以不能置换稀硫酸里面的氢气,不会生成 H₂
2 铜和浓硫酸反应不会产生氢气,气体产物是 SO₂,这是最常见考题陷阱
3 随着反应进行,浓硫酸不断被消耗同时生成水,浓度慢慢变稀,变成稀硫酸之后反应就自动停止,所以实验里面铜和浓硫酸不能完全消耗
4 常温下铜和浓硫酸几乎不反应,这也是浓硫酸可以用铜制容器错误,浓硫酸常温是用铁铝钝化容器,铜不能用来储运浓硫酸
拓展补充
如果硫酸里面加入氧化剂,比如稀硫酸 + 硝酸,形成混酸,铜也可以被溶解,这是因为硝酸根提供强氧化性,并不是稀硫酸本身可以氧化铜,这个属于拓展题型,答题的时候不要和浓硫酸直接氧化铜混淆。
【常见问题】
问题 1 Cu 和稀硫酸为什么不能反应
回答 1 Cu 排在金属活动性顺序氢之后,稀硫酸只有氢离子弱氧化性,无法氧化 Cu,所以 Cu 能与硫酸反应这个问题里,稀硫酸场景是不反应的。
问题 2 Cu 和浓硫酸反应生成氢气吗
回答 1 Cu 和浓硫酸加热反应不会生成氢气,气体是 SO₂,在理解 Cu 能与硫酸反应这个知识点的时候,这个产物是高频易错点。
问题 3 Cu 和浓硫酸反应为什么后期会停止
回答 1 反应过程浓硫酸被稀释成稀硫酸,稀硫酸不能氧化 Cu,所以反应自动停止,这也是 Cu 能与硫酸反应这个实验题常考细节。
【免责申明】
本内容属于中学化学科普讲解,仅用于学习参考,化学实验具有危险性,不要私自开展相关实验操作。


