铜受热变黑原因的探究

实验目的

通过实验探究铜受热变黑的原因，体会提出假设和实验验证的方法。

实验原理

铜在加热条件下与空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜：2Cu + O₂ =△= 2CuO。氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液：CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O，可用来检验黑色物质。

实验器材

• 铜片
• 酒精灯
• 坩埚钳
• 试管
• 带气球的橡皮塞
• 稀硫酸
• 砂纸

实验步骤

1. 提出假设：黑色物质是烟灰，或是铜与氧气反应所得
2. 用砂纸打磨铜片，观察其颜色
3. 用坩埚钳夹铜片在外焰加热，观察变化
4. 另取铜片放入试管，塞好带气球的塞子，在试管外加热
5. 比较两次铜片的变化
6. 将变黑的铜片放入稀硫酸中，观察现象

实验现象与结论

两次加热后铜片表面都变黑；密闭试管中铜片没有接触烟灰也变黑，说明黑色物质不是烟灰。黑色物质溶于稀硫酸，溶液变蓝，证明是氧化铜，即铜与氧气发生了反应。

注意事项

• 加热后的铜片温度很高，用坩埚钳夹取
• 稀硫酸有腐蚀性，避免接触皮肤和衣物
• 密闭装置加热要使用气球缓冲，防止塞子冲出

常见问题

铜加热后变成的黑色物质是什么？

是氧化铜，由铜与空气中的氧气在加热条件下反应生成。

怎样证明黑色物质不是烟灰？

在密闭试管中隔着试管加热，铜片仍变黑；黑色物质还能溶于稀硫酸生成蓝色溶液。