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

少量蒸馈水，往V形侧泡反应管的第三个凹槽加人氢

氧化钠溶液，横放的注射器抽取2m L的空气。装置如

图1所示。

2、反应开始

向具支试管中缓缓加人浓硝酸，使铜片和浓硝酸

发生反应，溶液由无色变成蓝绿色（硝酸铜的生成），产

生红棕色的N02气体。产生的N02气体与V形侧泡反

应管的V形凹槽中的水发生反应，生成N O气体，气体

颜色由红棕色变成无色。N O气体再与空气中的氧气

发生反应生成N02，生成的N02气体与V形侧泡反应

管的第一个凹槽中的蒸馈水发生反应，生成稀硝酸。

可观察到凹槽处的铜片表面不断出现小气泡，因为生

成的稀硝酸和凹槽处的铜片发生反应，生成无色的NO

气体。待V形侧泡反应管中的NO气体浓度高些时，把

横放的注射器往上拉，可以看到注射器中的气体逐渐

变为红棕色，因为抽取的NO气体和注射器中的空气发

生反应，生成红棕色的N02气体。

3、实验结束

六、注意事项

1、取浓硝酸时应小心，不要让硝酸沾到皮肤上。

2、铜与浓硝酸反应剧烈，浓硝酸的量不要取太多，以免产生的气体太多冲破橡胶塞造成危险。

七、装置的优点

1、利用微型仪器，实现了铜与浓、稀硝酸反应以及 一氧化氮、二氧化氮的性质实验的一体化，更加利于学

生去理解不同浓度的硝酸氧化性以及反应产物不同。

2、微型实验药品用量少，操作方便，既安全又环 保。实验节约时间,实验现象明显，利于中学课堂的教

学演示实验。

3、通过调节注射器的按手来控制浓硝酸的量可随 时控制反应的进行与停止。

4、使用V形侧泡反应管，可防止实验反应过快。

5、利用NaOH溶液进行尾气吸收，防止尾气污染 空气，

达到绿色化学的理念。