铜与浓硝酸、稀硝酸反应教学设计(微型实验)

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铜与浓稀硝酸反应实验的微型化改进

铜与浓稀硝酸反应实验的微型化改进

3 C u+8 H N O 3 ( 稀 )=3 C u ( N O) 2} 2 N O1+ 4 t { 2 0
二、 实 验 仪 器 与 药 品
实验仪器 : 微型 操作 台… 套 、 注射器、 V 型侧 泡 反 应管 、 小烧 杯 、 导管 、 橡胶 塞。 实验药 品: 铜片 、 浓硝酸 、 蒸馏 水。 三、 实验装置 ( 略去微型操作 台装置部分 )
验分别研 究 的 , 在 实验 过 程 中, 会 多 次 对 环 境 造 成 污
在注射器 中加入 三分 之一 的浓 硝 酸; 在 V型底 部
加 入 四 五片 1 e m 左右的铜 片 ; 在 V 型 侧 泡 反 应 管 的 第 二 个 侧 泡 中加 入 三 、 四片 1 e , m 左 右 的 铜 片 以 及 少 量 的 蒸馏水 ( 刚 好与 左 右 平 行 ) ; 在 小 烧 杯 中 装 入 三 分 之 二 的蒸 馏 水 。 3 、 开 始 实 验 慢慢推动注射器 , 将 浓硝酸挤 入 V型侧泡反应 管,
铜与浓 硝酸 反应生成 N O , 溶于 H 0中生成 稀硝 酸, 稀硝酸与铜反应后 生成无 色 N O气 体 , 经 过空 气 氧 化后变成 红棕色 N O : 气体, 其反应 原理如下 :
c u + 4 H N O 3 ( 浓) = C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O 2 t+ 2 H 2 O

铜与浓、稀硝酸微型实验一体化设计

铜与浓、稀硝酸微型实验一体化设计

204江西化工2017年第6期

铜与浓、稀硝酸微型实验一体化设计

陈柳羽卢洁英

(韩山师范学院化学系,广东潮州521041)

摘要:铜与浓、稀硝酸的反应实验以及一氧化氮、二氧化氮的性质是中学化学的重 要实验。针对传统实验存在的问题,笔者利用微型实验仪器进行实验,使之具有连续性和

环保性。

关键词:铜浓、稀硝酸一氧化氮二氧化氮

铜与浓、稀硝酸的反应实验选自苏教版新教材《化 学1》。常规实验中,铜与浓、稀硝酸的反应是分开的,反应过程不易控制,而且产生的尾气会污染空气,损害 学生的健康。为了达到更好的教学效果,更适合中学 化学实验的演示,以下是通过微型实验对铜与浓、稀硝 酸反应进行一体化设计。

—、实验目的

利用蒸馏水吸收铜与浓硝酸反应生成二氧化氮后 形成的稀硝酸,进行铜与浓、稀硝酸反应实验现象及反 应产物的对比,加强学生对不同浓度的硝酸氧化性以 及反应产物不同的理解,同时增强学生的环保意识。

二、实验原理

C u+4HN03(浓)=C u(N03)2+2N02丁+2H20

3N02 + H20= 2HN03 + N O t

3C u+8H N03(#) =3C u(N03)2+2N〇t +4H20

2N0+ 02 = 2N02

三、实验用品

仪器:操作台2个、V形侧泡反应管1个、具支试 管、橡胶塞2个、注射器、橡皮管。

药品:铜片、浓硝酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液。

图1实验装置

四、实验装置

五、实验步骤及现象

1、添加药品与连接装置:

往具支试管中加人铜片、往上方的注射器中加人 少量浓硝酸、往V形侧泡反应管的V形凹槽加人少量蒸馏水,往V形侧泡反应管的第一个凹槽加人铜片和

铜与稀硝酸反应的实验设计

铜与稀硝酸反应的实验设计

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铜与稀硝酸反应的实验设计

湖北省枝江市第一高级中学黄诚、许娄金(邮编:443200)

内容提要:在中学化学实验中,铜与稀硝酸反应的现象不甚明显,且易造成污染,笔者对该试验进行了深入分析后进行重新设计,改进的方案基本上克服了以上不足,效果明显。

关键词:实验设计铜稀硝酸

一、设计意图

铜与稀硝酸反应生成无色的一氧化氮气体,一氧化氮极易被氧化成二氧化氮。在铜与稀硝酸反应的传统实验中,产生的一氧化氮气体往往在液面上即被氧化而变色,易使学生产生误解。为此,笔者在借鉴前人的创新成果的基础上,经过研究改进并反复实验,设计了以下三种方案,能有效解决上述问题。三种方案均简单可控,现象明显,节约环保,而且在特点上各有侧重,有利于增进学生的感性认识,为学生进行实验探索与创新提供了范例。

二、实验方案

方案一:

a

b

(1)按图1所示连接好仪器.

(2)将a端玻璃活塞管必,然后将双通管b端朝上,取下该端塞子,向管中注入稀硝酸,直到接近管口处,塞上单孔塞,使空气全部从导管排出。

(3)倒转该装置,使a端朝上,并使b端的导管下口对准下方的容器(小烧杯或试管)。随着铜跟稀硝酸的反应,生成的一氧化氮气体把酸液从导管排出,当酸液液面低于铜丝时,反应自动停止。贮存在管内的无色气体即为一氧化氮, 溶液呈蓝色。

(4)挤捏玻璃珠外的橡胶管,空气即进入管中,一氧化氮即被氧化成二氧化氮,呈红棕色。

实验主要特点:装置简约,操作方便,现象明显。

方案二:

图1玻璃活塞

铜丝

稀硝酸

铜片

止水夹

注射器

(1)按图2所示连接装置图,检查气密性后在滴管中加入铜片,在滴瓶中盛装适量稀硝酸。

铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验设计_201911201151181

铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验设计_201911201151181

铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验设计

【设计理念】查阅其它化学资料,得出有很多作者介绍了单个实验的微型、节约型实验设计,使用注射器作为反应容器,不需要其它化学实验室的常用仪器,不需要进行仪器的连接,不

需要分析流程。这些实验比较适合学生分小组课堂实验,为了得到现象而实验,并不符合学生化学实验的学科素养教学,不能对学生进行实验仪器的选择、实验流程的设计、实验仪器的组装、实

验过程的控制、杂质的分析处理、实验结论的得出等学科素养进行培养。笔者经过反复思考和实验,探索了一个该组合实验的创新做法,现介绍如下:

【实验设计】

一、实验原理

利用浓硝酸与CaCO3反应生成CO2气体,将装置内的空气排尽,再利用过量的浓硝酸与铜

片反应生成红棕色的NO2,利用NO2与H2O 反应生成稀硝酸和无色的NO,利用生成的稀

硝酸与Cu 反应生成NO,然后通入O2使NO 转化为红棕色NO2,最后用NaOH 溶液吸收处

理氮氧化物。

相关反应方程式如下:

CaCO3+2HNO3(浓)=== Ca(NO3)2+CO2↑+H2O;

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;

3NO2+H2O === 2HNO3+NO;

3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;

2NO+O2 === 2NO2;

NO2+NO+2NaOH === 2NaNO2+H2O;

2NO2+2NaOH === NaNO2+NaNO3+H2O

二、主要仪器药品

仪器或材料:铁架台(附有铁夹)、烧杯、Y 型试管、分液漏斗、橡胶塞、止水夹、气球、漏斗、具支试管、干燥管、导管、乳胶管、一次性手套。

浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案

浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案

浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案实验目的:

观察浓稀硝酸与铜反应,了解其化学性质,并能够对实验进行改进,提高实验效果。

实验原理:

铜是一种金属元素,具有良好的导电、导热、韧性等性能,但是铜金属在常温下不易被氧化,与常见的一些酸也能够反应,但是反应速率较慢。

在实验中,浓稀硝酸与铜反应的化学反应式如下:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

实验步骤:

1. 实验前准备

a) 准备所需试剂和设备:铜片、浓硝酸、稀硝酸、烧杯、滴管、玻璃棒等。

b) 洗手并戴好实验手套,穿戴实验服。

c) 用超纯水进行清洗操作区域,并使用60%乙醇喷射杀菌。

2. 实验操作

a) 取一片铜片,用砂纸擦拭表面,将其放入烧杯中。

b) 加入15mL浓硝酸,将烧杯放在热板上进行加热,保持在65-70℃的恒定温度下反应15分钟。

c) 取出烧杯,使其自然冷却。

d) 将残液浓缩至5-6mL,加入10mL稀硝酸。

e) 将产生的气体与铜溶液分离出来,用滤纸进行过滤,收集产物。

3. 实验结果

实验中,我们可以观察到铜片在加入浓硝酸中后逐渐产生气泡,反应产物为淡蓝色的铜(II)硝酸盐。

实验改进:

虽然以上实验过程能够得到预期的实验结果,但是我们仍然可以对实验过程进行改进,以提高实验效果。

1. 热板调整:在实验中,铜片和硝酸混合后在热板上进行加热,但是在实际操作中,铜片与热板的接触面积很小,热量传导不够充分。我们可以调整热板,使得热量更加均匀

地传导到铜片上,提高反应速率。

2. 活化铜片:铜片的表面通常被氧化层包裹,影响了铜片与硝酸的反应速率。我们

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计作者:林燕吟郑浩娟

来源:《中学教学参考·中旬》 2013年第10期

广东潮州市韩山师范学院化学系(521041)林燕吟郑浩娟

硝酸、一氧化氮、二氧化氮的性质是高中人教版必修1第四章第四节的重要内容之一。在常规实验教学当中,进行铜与浓、稀HNO3反应实验时,往往会出现以下问题:

1.常规的实验装置气密性不良,并没有尾气吸收装置,会出现NO2泄露,对环境产生严重污染,并对师生造成一定的伤害。

2.在进行铜与稀HNO3反应时,由于试管内存在的空气会对NO气体颜色的观察产生干扰,实验现象不够明显,不能很好地探究铜与稀硝酸反应的性质和检验生成的NO气体。

3.铜与浓、稀硝酸反应是分步实验,步骤繁琐,现象无法进行对比,不利于学生对“不同浓度的硝酸氧化性不同”的理解。分步进行势必造成药品使用量大,并伴有多次污染。

针对以上问题,笔者利用微型仪器对实验进行了改进,将铜与浓、稀硝酸反应实验装置有机地结合到一起,使实验更具环保理念,更有利于对学生进行环保安全教育。

一、实验用品

微型仪器一套、注射器两支、铜丝、浓硝酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水。

二、实验改进装置

实验装置图如下所示(略去铁架台和铁夹)。

三、实验操作及现象

1.按实验装置图连接好实验仪器,并检验装置的气密性。

2.铜与浓硝酸反应

用注射器1吸取适量浓硝酸,将注射器1的活塞推至底部,如图所示将铜丝插到注射器中(置于溶液上方,通过止水夹的开和关来控制反应的进行与停止),将活塞往上推,铜丝与浓硝酸反应生成红棕色NO2气体,溶液呈蓝色。

铜与浓硝酸反应实验的微型化设计

铜与浓硝酸反应实验的微型化设计

 万方数据

铜与浓硝酸反应实验的微型化设计

作者:余燕红, 孙微微

作者单位:江苏省南通市岔河中学,226403

刊名:

实验教学与仪器

英文刊名:EXPERIMENT TEACHING AND APPARATUS

年,卷(期):2005,22(2)

本文链接:/Periodical_syjxyyq200502020.aspx

铜与硝酸的反应实验

铜与硝酸的反应实验

铜与硝酸的反应实验

铜与硝酸的反应实验是化学实验中常见的一种实验,通过观察反应

过程和产物的变化,可以深入理解金属与酸发生反应的原理。本文将

详细介绍铜与硝酸反应的实验方法、实验步骤、观察结果和实验原理。

一、实验方法

1. 实验器材:铜片、试管、试管夹、滴管、橡胶塞等。

2. 实验药品:浓硝酸、稀硝酸等。

二、实验步骤

1. 准备工作:

a) 将铜片切割成适当大小的片状并清洗干净。

b) 准备好试管,装入一定量的硝酸。

2. 实验操作:

a) 用试管夹夹住铜片,将其悬挂置于试管中,确保铜片完全浸泡

在硝酸中。

b) 注意避免与硝酸接触皮肤和眼睛,做好实验室安全防护。

3. 反应观察:

a) 观察反应过程中是否有气体的生成、溶液的颜色变化等现象。

b) 反应结束后,观察产物的性质和形态。

三、观察结果

1. 反应过程中,铜片表面逐渐出现气泡,溶液呈现淡绿色至蓝色。

2. 反应结束后,可以观察到一种蓝色的产物,它是铜与硝酸反应生成的一种化合物。

四、实验原理

铜与硝酸发生反应的化学方程式为:Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

根据上述化学方程式,可知铜与硝酸发生反应后,生成了硝酸铜和一氧化氮气体。硝酸铜是一种蓝色的化合物,形态多样,可以是固体或溶液。

该反应属于一种氧化还原反应,铜是一种较活泼的金属,可以被硝酸氧化。在反应过程中,铜原子失去了电子,被氧化成Cu2+离子,而硝酸中的HNO3分子在还原过程中被还原成为NO2和H2O。

五、安全注意事项

1. 实验过程中要佩戴实验手套、护目镜等个人防护装备,避免硝酸溅到皮肤或眼睛。

铜与浓稀硝酸反应创新设计(省级创新实验大赛作品)

铜与浓稀硝酸反应创新设计(省级创新实验大赛作品)

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铜与稀硝酸反应的实验:补充教材未给出的实验 过程和装置,并将其微型化;此装置可将反应处 于无氧的体系,能明显观察到反应后的无色气体 NO;并要利用原电池原理加快反应速率;整个过 程绿色无污染。
微型实验装置创新
装有铜丝的胶头滴管与滴瓶
注射器(装有绕有铜丝的碳棒)
实验仪器、药品与反应原理
实验仪器: 胶头滴管,20ml注射器,输液瓶,烧杯 ,滴瓶
4.反应后,吸入适量空气,观察注射器内气体颜色变化。
实验评价
铜 与 1) 改进传统实验仪器,用胶头滴管代替具支试管,实现了 浓 仪器的微型化,药品用量少。 硝 酸 2) 实验操作简便,现象明显,绿色安全,便于分组实验教 反 学。 应 1) 补充了教材未给出的实验过程和装置,并将装置微型化。 铜 2) 利用注射器使该反应在无氧环境中进行,便于观察到生 与 成的无色气体,再利用注射器吸入空气,实现NO的验证, 稀 现象明显。 硝 酸 3) 碳棒上缠绕铜丝代替铜丝,利用原电池原理加快反应速率。 反 应 4) 实验装置微型,操作简单,节约药品,环保安全,适合分 组实验教学。
3. 将胶头滴管插入氢氧化钠溶液,吸收胶头滴 管内NO2有毒气体,避免污染空气。
实验步骤
铜与稀硝酸反应:
1.取缠有铜丝的碳棒放入20ml注射器内,吸取约5ml稀 硝酸。 2. 将注射器中的空气排到输液瓶中,使反应在无氧环境 中进行。 3.反应开始,观察实验现象。 5.将反应后的气体排入氢氧化钠溶液。

铜与浓、稀硝酸反应的微型实验

铜与浓、稀硝酸反应的微型实验

铜与浓、稀硝酸反应的微型实验

本文简要介绍利用微型实验技术对铜与浓、稀硝酸进行的实验。该法操作简单,现象明显,试剂用量少,对环境污染小,适合于课堂教学。

标签:铜;浓硝酸;稀硝酸;绿色化学;微型实验

绿色化学又称环境友好化学或清洁化学,是从源头上防止污染产物或把化学过程对环境的负面影响降到最低程度的化学。化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作,使实验室的“三废”排放降到最低程度并能得到妥善的处理。从而使实验室的安全性和环境质量得到提升,让师生的绿色化学和环保意识也得到强化。

微型实验是使用微型实验仪器,用尽可能少的试剂来获得明显的反应效果和化学信息的一种实验方法。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几百分之一,但是其效果可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。

在常规实验中,经常涉及有气体参加或生成的反应。在一些有毒性气体的制备和性质实验中,常规实验会对环境造成严重污染,不利于师生的身体健康,也不符合化学实验绿色化的要求。如果采用微型实验,实验仪器的微型化以及试剂用量的微量化,实验所产生的废水、废气、废渣等污染物的排放量会大大减少,尾气、尾料和废弃物的处理也更加容易,从而能减少对环境的污染,更加有益于师生的身心健康。

在高中化学课本中[1],用试管做铜与浓、稀硝酸的实验[2]使用的药品量大,产生的有毒有害气体氮的氧化物的量也大,仅仅用常规的尾气吸收装置进行尾气吸收,通常难以将多余的气体充分地吸收,也很难避免这些气体的外泄,从而危及师生的身体健康,还会造成环境污染。而且生成的一氧化氮会立即与试管中的氧气反应,使学生很难观察到一氧化氮是无色气体。针对以上不足,笔者运用微型实验的方法对该实验进行了改进,效果明显,因为药品用量小,产生的有毒气体量也少,且不会有气体出避免了污染环境。

铜与稀硝酸的反应微型实验

铜与稀硝酸的反应微型实验

铜与稀硝酸的反应(微型实验)设计

设计人员:黄义、余兆珉、谭文江、罗涛、彭锡慧

硝酸是人教版高中化学必修1第四章《非金属及其化合物》第四节介绍的一种氮元素的重要化合物,有的教材用图1演示实验展示稀硝酸的强氧化性:

该实验存在以下不足:

(1)现象不明显,无法证明稀硝酸的还原产物为NO。反应试管中存在空气,生成的NO 立即与空气中的O2反应而变成红棕色的NO2,学生看到的是红棕色气体,而不是无色气体。(2)环保设计不科学。有毒气体NO不与NaOH溶液反应,从而造成空气污染。

针对以上不足,笔者提出以下创新改进方案:

(1)将实验改在“无氧”环境中进行,使学生能看到无色的NO:

3Cu+8HNO3=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

(2)补充NO的性质实验:

①不溶于水,②常温下很容易与空气中的O2化合生成红棕色的NO2。

(3)NO2尾气处理,NO2为酸性氧化物,可用碱液吸收,原理如下:

2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O

为此,设计以上改进装置图2进行实验(仪器和药品见标注)。

【实验目的】

①验证稀硝酸的强氧化性及其还原产物为NO。

②验证NO极易被空气氧化成NO2。

③验证NO难溶于水的性质。

【实验仪器】

10mL的注射器、输液针、流量调节器、烧杯、铁架台(带铁夹)、镊子、木块

【实验药品】

铜片、5 mol/L的稀硝酸、NaOH溶液、棉花

【实验步骤】

1. 如改进装置图2所示,预先在注射器中放两小块铜片,将活塞(下端经过了处理,即用黑色油性笔染色,有利于观察实验过程中活塞向上运动)推到底部。

铜与浓稀硝酸反应的微型化实验设计

铜与浓稀硝酸反应的微型化实验设计
2 0 1 5年 6月
铜与 浓稀 硝酸反应 的微型化实验 设计
2 4 9
铜 与 浓稀 硝 酸 反 应 的 微 型 化 实 验 设 计
黄 雪洁 林 文俊 衷 明华
( 韩 山师范学院化学 系 , 广东 潮州 5 2 1 0 4 1 ) 摘 要: 铜与浓稀硝酸的反应 以及一氧化 氮 、 二氧化 氮的性 质实验室 中学 化学重 要实 验, 在 中学化学 中。 硝酸、 一氧化氰 、 二氧化 氮 的性质 是通过几 个独立 的实验 分别研 究 的 ,
二、 实验仪器 与药 品
反应速 度 , 且操 作 简单 , 有 利 于学 生 在 课 堂 外开 展 实
验;
实验仪器: 微型操作台一套、 微型气体发生器、 侧 泡具支试管( 两 支) , 小烧杯 , 导管 、 橡胶塞 、 止水夹 。
实验药品 : 铜片、 浓硝酸 、 蒸馏水 。
2 、 实验前 一个产 物是后 一 个反 应 的反 应物 , 这 样 能充分利用资源 ; 在 与水 和铜 片反应 前 先将气 体 通人
度不同则氧化性不同。
Baidu Nhomakorabea
三、 实验装置 圈 ( 省去微型实验装置台及铁夹子 )
铜片

浓硝 酸

水 铜片 与水
实验璇置
参考文献
[ 1 ] 普通高 中课程标 准实验教科 书化学 必修 l ( 人 民教 育出版社 ) .

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计

铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计作者:蔡奕红衷明华

来源:《中学教学参考·中旬》 2013年第11期

广东潮州市韩山师范学院化学系(521041)蔡奕红衷明华

铜与浓、稀硝酸反应的实验在普通高中化学必修1中占据非常重要的地位。通过观察铜与浓、稀硝酸反应的实验现象,学生可以直观地了解硝酸的强氧化性。在常规实验过程中,浓硝酸与铜反应非常剧烈,会在短时间内快速产生大量二氧化氮,因此实验危险系数高,反应过程不易控制,且反应产生的尾气污染环境。微型化学实验是使用微型化的仪器装置进行的化学实验,其化学试剂用量虽然只为常规实验用量的几十分之一甚至几千分之一,但其实验效果可以达到精确、安全、方便和防止污染环境等目的,在中学化学课堂教学中有较强的操作性和很好的教学效果。

笔者利用微型化学仪器对铜与浓、稀硝酸反应进行一体化实验设计,希望能达到更好的实验效果。

一、实验原理

铜与浓硝酸反应生成NO2气体,用蒸馏水吸收形成稀硝酸,生成的稀硝酸与铜反应生成NO 气体。其实验反应原理是:

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3NO2+H2O=2HNO3+NO↑

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2

二、实验设计

1.实验仪器及药品

(1)仪器:微型操作台一套、注射器、具支U形管、V形侧泡反应管、小烧杯、止水夹、漏斗。

(2)药品:铜片、铜丝、浓硝酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液。

2.实验装置图(略去微型操作台装置部分)

3.实验步骤及实验现象

(1)组装实验仪器并检查实验仪器的气密性:

铜和稀硝酸微型化学实验整合

铜和稀硝酸微型化学实验整合

铜和稀硝酸微型化学实验整合

这是一个铜和稀硝酸微型化学实验整合的方法:

实验材料:

- 铜丝或铜片

- 稀硝酸

- 塑料滴管或玻璃棒

- 两个小烧杯或试管

- 常温盐酸

- 盐酸

- 氢氧化钠溶液

- 滤纸

实验步骤:

1. 将铜丝或铜片放入一个小烧杯或试管中。

2. 使用塑料滴管或玻璃棒加入少量稀硝酸,铜会逐渐溶解,形成蓝色溶液。

3. 加入一些常温盐酸,溶液变为淡绿色,表示铜被氯化。

4. 使用滤纸将混合物过滤,得到含铜离子的溶液。

5. 将铜离子溶液分成两份,一份加入盐酸,会产生铜离子和氯离子的反应,生成深蓝色的铜氯化物。

6. 将另一份铜离子溶液加入氢氧化钠溶液中,铜离子和氢氧化物离子反应,生成棕色的铜氢氧化物沉淀。

这个实验可以加深学生对铜和稀硝酸反应的理解,同时提高学生对微型化学实验的实验技能。

铜与硝酸反应的实验设计

铜与硝酸反应的实验设计

铜与硝酸反应的实验设计

作者:陈淑芬

来源:《成才之路》 2012年第18期

福建漳州●陈淑芬

笔者在教学实践中对高中化学苏教版化学第100页硝酸的性质实验做了一些改进,取得了良好的效果。

一、该实验的目的

(1)利用一个装置验证多个化学反应。

①铜与浓硝酸反应Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

②二氧化氮与水反应3NO2+H2O===NO+

2HNO3

③铜与稀硝酸反应3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O

④一氧化氮与氧气反应2NO+O2===2NO2

(2)实现浓硝酸与铜反应自动转换为铜与稀硝酸反应,体现实验的探究性。

(3)可使学生理解气体压强可将液体从一个容器转移到另一个容器。

二、该实验装置如下

左大试管装浓硝酸 (带双孔橡胶塞),右广口瓶装水(带双孔橡胶塞)。左橡胶塞插一小段螺旋铜线,短小导管连接带止水夹的橡皮管,长导管连接左大试管和右广口瓶。右橡胶塞插短小导管连接气球。注射器用于插止水夹下方的橡皮管,抽取气体。

三、本实验操作步骤

(1)如图组装仪器,检查装置气密性。

(2)打开止水夹,用注射器从带止水夹的橡皮管向左大试管中注入浓硝酸,浓硝酸接触到螺旋铜线时可观察到反应剧烈,螺旋铜线周围产生大量气泡,溶液呈绿色,红棕色气体迅速充满大试管,关闭止水夹。该反应为:铜与浓硝酸反应。

(3)当浓硝酸的液面下降到离开螺旋铜线时,硝酸与铜脱离,反应自动停止。

(4)取注射器插止水夹下方的橡皮管,抽取气体,随着气体的抽取,溶液从右广口瓶回流到左大试管。溶液接触到螺旋铜线时,可观察到反应剧烈,螺旋铜线周围产生大量气泡,无色气体迅速充满大试管。该反应为:铜与稀硝酸反应。

案例35 铜与浓、稀硝酸反应微型实验改进

案例35  铜与浓、稀硝酸反应微型实验改进

将实验装置如图从左至右进行组装后,检验装置气密性

处分别加入适量浓硝酸、NaOH溶液、稀硝酸。

将①具支试管管口处铜丝向下推进至铜丝末端浸入浓硝酸溶液并夹紧④止水夹,可以观察到铜与浓硝酸反应迅速生成红棕色气体

无色变为蓝绿色,打开④止水夹及时将管口处铜丝先上抽出远离液面并夹紧④止水夹以达到控制反应进程的目的。

将③具支试管管口处铜丝向下推进至铜丝末端浸入稀硝酸溶液并夹

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Cu与浓硝酸、稀硝酸的反应实验

【教学目标】

1、知识与技能:了解铜与浓硝酸、稀硝酸的反应原理;掌握熟悉掌握该实验的实验操作

2、过程与方法:利用自主学习和实验探究的方法,培养实验操作动手能力;通过浓稀硝酸的反应现象和反应产物的对比,增强对浓稀硝酸不同氧化性的理解

3、情感态度与价值观:通过微型的实验装置的使用,增强环保意识;通过小组实验探究,增强小组团队精神和合作能力。

【教学重点】

铜与浓硝酸、稀硝酸的反应原理;铜与浓硝酸、稀硝酸的反应现象和反应产物的对比

【教学难点】

微型实验仪器的安装与实验操作

【教学过程】

师:同学们大家好!今天我们要学习的是Cu与浓、稀硝酸的反应实验,我们之前已经学过铜与浓硝酸稀硝酸的反应方程,同学们试着写出它们的反应方程式生:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

师:看来同学们都掌握的很好,大部分同学都写对了

投影:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

由这两个反应我们知道不同浓度的物质,其反应产物也是不一样的

师:同学们看一下实验台上的实验装置。觉得跟平时的实验装置有什么不一样?生:这些实验装置好小啊!

师::对,我们今天使用的是微型实验器材,那它们有什么优点呢?

生:实验试剂用量少,经济环保。

师:很好!首先介绍一下我们今天的实验仪器,有操作台,U型管、具支试管,套上乳胶管的尖嘴管及乳胶管各一支,橡胶塞两个,铜片2小块,浓硝酸,蒸馏水等

师:在投影上展示该微型实验的实验装置

师:同学们还记得我们初中学过的组装仪器时要遵守哪些规则吗?

生:先下后上,先左后右。

师:没错。现在同学们五个人为一组,自己动手将实验台上的仪器按照PPT上的装置图组装仪器,但是值得注意的是,该实验中用到的试剂具有强氧化性和腐蚀性,所以在操作的时候一定要特别小心。

学生自行组装仪器,教师巡查指导

师:同学们注意观察实验现象,看一下试管中有何颜色变化,试管壁是否发生变化?

学生老师的指导下进行实验操作

师:现在我们每个小组派一个代表汇报你们观察到的实验现象

生:具支试管和U型管中的铜片上都有气泡冒出,具支试管中有红棕色气体产生,而U型管中没有明显的颜色变化,具支试管和U型管中的溶液中都由无色变为蓝色……

师:同学们观察得很仔细,同学们根据上节课所学的内容自己推测实验具支试管中实验现象发生的原因

生:通过对Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O的学习,知道铜片上产生的气泡和试管中的的红棕色气体是二氧化氮,而具支试管中的溶液之所以会变成蓝色是有Cu(NO3)2生成。

师:那U型管中溶液为什么也会发生颜色变化?

生:在具支试管中生成的NO2进入U型管与水生成NO和稀硝酸,而稀硝酸与铜片反应生成硝酸铜和一氧化氮,故U型管中的溶液也变为蓝色。

投影:3NO2+H2O=2HNO3(稀)+NO,

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

师:同学们有没有看到在装置的最左边有一个类似吸管的仪器,这个叫尖嘴管,同学生试着按压尖嘴管中的空气,观察U型管中有什么实验现象。

生:U型管也变成棕红色,而里面的溶液则变成绿色

师:很好,那同学们思考一下为什么会发生这样的现象?

生:U型管中本来生成NO气体,当空气鼓入时发生了化学变化,NO+O2=NO2,故生成红棕色气体

师:那溶液变成绿色又该如何解释?是不是同样发生了化学变化?

生:……

师:其实这个过程中溶液是没有发生化学变化的,只是本来Cu(NO)3溶液的蓝色与生成的NO2气体的红棕色混合后变成绿色

师:同学们通过本节课对是实验的操作和学习,觉得这个实验装置有什么优点和不足吗?

生:这个实验装置用量少和现象明显,经济环保,不足就是生成的NO和NO2都是有毒气体,但是本装置没有尾气吸收装置。

师:很好,那同学们利用手头的实验仪器对实验进行改装

最后再各个小组派一个成员对本小组改进的实验装置进行展示汇报。

课后作业

各小组成员之间对改进后的实验装置进行交流讨论,指出对方优点和不足,并写一篇对本节课的学习后的心得体会

【板书设计】

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