二酸化硫黄の製法について

質問

こんにちは。
高2のflankです。

今、無機物質の化学の、硫黄のあたりを勉強しています。
そこで二酸化硫黄の製法は「銅に濃硫酸を加えて熱する」と
書いてあり、

Cu+2H^2SO^4→CuSO^4+2H^2O+SO^2↑

とあったのですが、
なぜこの反応は成立するのでしょうか？
イオン化傾向はHのほうがCuよりたかいから、
こういう反応は起らないのではないかと思うのですが・・・。

回答No.3

Ichitsubo · ベストアンサー

あとちょっとと言うところですね。
ネガティブな言い方をすると、中途半端な理解にとどまっているとも言えます。

イオン化傾向はHのほうがCuより大きいから、
銅が酸に溶けて水素が発生するようなことはありません。

ここで発生しているのは水素ではありませんね。
銅や銀は、酸に溶けて水素を発生することはありませんが、
酸化力の強い物質とは反応します。酸自身が酸化力を持っているような、熱濃硫酸(加熱した濃硫酸)、硝酸には反応して溶けることができます。
これは水素イオンの酸化力(そんなに強くない)による反応ではなく、硫酸分子や硝酸分子その物による反応なので、水素は発生しません。熱濃硫酸からは二酸化硫黄が、希硝酸からは一酸化窒素が、濃硝酸からは二酸化窒素が発生します。
反応の前後で水素の酸化数は変わらず+1であることも考えてください。この反応では、水素は還元されておらず、水素と銅のイオン化傾向を考えているのではないことが分かります。

回答No.2

Tacosan

この反応で, 何が酸化されて何が還元されているのかをよく見てください.
確かに
Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2
(半反応で書くと Cu → Cu^2+ + 2e^-/2H^+ + 2e^- → H2)
という反応は「Cu が酸化されて H^+ が還元される」反応であり, 「H の方が Cu よりイオン化傾向が大きい」ので起きません.
ですが, 今考えている反応は
Cu + 4H^+ + SO4^2- → Cu^2+ + 2H2O + SO2
(半反応で書くと Cu → Cu^2+ + 2e^-/4H^+ + 2e^- + SO4^2- → 2H2O + SO2)
であり, 「Cu が酸化されて SO^4- (の S) が還元される」反応ですから, イオン化傾向は Cu と SO4^2- で調べなければなりません. そして, SO4^2- の方はイオン化傾向 (というか還元電位) が大きいので, この反応は進むことになります.
熱濃硫酸は, (H^+ が解離しにくいので) 酸としては強くなく, 酸化剤として使われます.
... というのが高校生にわかりやすい説明かな.

回答No.1

abyss-sym

濃硫酸を加熱したものを熱濃硫酸と言います。
この熱濃硫酸はとても強い酸化力をもった酸です。
この反応は、この強い酸化力によってもたらされる反応です。
なので、この場合は反応します。

同じような例に、銅と希硝酸や濃硝酸の反応が挙げられます。
硝酸も酸化力をもった酸です。なので反応します。
この場合は、それぞれ一酸化窒素、二酸化窒素が発生します。