熊言林1 魏先文2

(1.安徽师范大学化学教育研究所芜湖241000;2.安徽省功能性分子固体重点实验室)

摘要 氢气还原氧化铜实验中所得的固体物质是土红色，人们一直认为该物质是氧化亚铜。对此，我们通过实验和X射线衍射仪检测得知，该物质是铜而不是氧化亚铜。同时，我们还对还原获得的金属铜为什么呈土红色给出了比较合理的解释。

关键词 土红色物质 氧化亚铜 质疑

在氢气还原氧化铜实验中，除了试管内壁偶尔有一薄层紫红色的、有金属光泽的物质外，不能得到大量的、有金属光泽的紫红色物质，所得到大量的固体物质总是呈土红色。关于土红色物质是什么，在我们所见到的资料[1～7]中，作者都认为土红色物质是氧化亚铜。但是，我们对此观点有不同的看法。

根据金属氧化物在低于1800K温度下的还原顺序：Ca>Mg>Al>C>Si>H2>CO可以看出，氢的还原能力介于碳和一氧化碳之间，而比其他活性强的金属钙、镁、铝等的还原能力弱;但是氢不同于金属，它的优点是反应生成物之一是水蒸气，水蒸气能随时从反应区内移去，有利于反应向正方向移动，而且所得固体产物较纯净。还原剂的化学活动性由被还原的氧化物与还原后所得的氧化物的热力学性质所决定。各元素与氧发生反应，生成氧化物的特点是绝大部分反应的结果多为放出热量，放出的热量愈多，则生成的氧化物愈稳定。在平衡体系MmOn+nH2=mM+nH2O中，水的生成热(241.6kJ/mol)远远超过氧化铜的生成热(156.8kJ/mol)，所以氧化铜较易被氢气所还原，一般用酒精灯加热到250℃时就可以使反应CuO+H2=Cu+H2O↑顺利进行。

由此，我们认为所得到的土红色物质应是金属铜而不是氧化亚铜，并通过实验和X射线衍射仪检测，所得实验数据和图谱与铜的标准数据和图谱几乎一致，从而证明了我们的观点是正确的。

1实验用品

CuO(A.R)，Zn(A.R)，H2SO4(A.R);启普发生器1套，20×200mm试管1支，16×160mm试管1支，试管夹1只，酒精灯1盏，X射线衍射仪(XRD)1台(日本，ShimadzuXRD6000)。

2实验装置

实验装置同义务教育初中化学课本上的氢气还原氧化铜实验装置(图略)。

3实验过程

(1)称取2gCuO，放入20×200mm试管中，并平铺在试管底部，固定好实验装置。检验氢气的纯度后，将导气管插入试管的底部，并放在氧化铜的上方，先通入氢气以排去试管内的空气。然后移动灯火，先在试管底部均匀加热，而后集中在氧化铜下面加热。不久，黑色氧化铜好像着火似地发红，随即变成土红色，而且试管口有液滴凝集。一直加热10min左右，反应已完全，停止加热，继续通入氢气，直到试管和还原出来的土红色物质冷却为止。

(2)取少量的土红色物质放入16×160mm试管中，加入5mL1∶5H2SO4，加热试管至稀硫酸溶液沸腾，冷却后，试管中的土红色物质没有变化，稀硫酸溶液也没有变成蓝色。

(3)取少量的土红色物质放入载玻片中，压紧，做XRD检测(见表1，图1)。

4实验数据和图谱

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