铁与硫酸铜溶液的反应

实验目的

观察铁与硫酸铜溶液的反应，从化合价变化的角度分析氧化剂和还原剂。

实验原理

铁比铜活泼，能把铜从其盐溶液中置换出来：Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu。离子方程式为 Fe + Cu₂+ = Fe₂+ + Cu。反应中Fe失去电子，是还原剂；Cu₂+得到电子，是氧化剂。

实验器材

• 铁钉
• 硫酸铜溶液
• 试管
• 砂纸
• 镊子

实验步骤

1. 用砂纸将铁钉表面打磨光亮
2. 向试管中加入约2~3 mL硫酸铜溶液
3. 用镊子将铁钉放入溶液中，静置观察
4. 观察铁钉表面和溶液颜色的变化
5. 写出化学方程式并标出电子转移情况

实验现象与结论

铁钉表面有红色固体析出，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色。说明铁置换出了铜，金属活动性Fe比Cu强。该反应中铁元素化合价升高，铜元素化合价降低，属于氧化还原反应。

注意事项

• 硫酸铜溶液有毒，不要入口
• 接触后及时洗手
• 实验废液按要求回收

常见问题

铁与硫酸铜反应后溶液为什么变成浅绿色？

生成了含Fe₂+的FeSO₄溶液，Fe₂+在溶液中呈浅绿色，Cu₂+减少，蓝色褪去。

为什么要先打磨铁钉？

除去表面的铁锈和氧化膜，使铁与溶液充分接触，现象更明显。