铜与浓硝酸反应实验的改进

总第342期
2020年7
月铜与浓硝酸反应实验的改进
张少文
摘　要：铜与浓硝酸的反应是苏教版高中《化学(必修1)》中的一个演示实验，按照教材中的步骤来完成此实验，有一些不足之处。

将此实验进行适当改进，可以节约试剂，提高环保性，同时发展学生的化学学科核心素养。

关键词：铜；浓硝酸；实验；改进
作者简介：张少文，本科，高级教师。

浙江省海盐县元济高级中学，314300
一、问题的提出
苏教版高中《化学(必修1)》第100页的实验1，将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2 mL 浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中，观察实验现象(见图1)。

图1
按教材中实验描述铜与浓硝酸会迅速反应，生成红棕色的二氧化氮气体，现象明显，但也有缺点和不足，如反应无法控制，直至铜片或硝酸完全反应后才会停止，造成药品的浪费。

此外，若要实现一氧化氮与氧气的反应，需要将集气瓶从水槽中取出，容易使气体产物逸散而造成污染。

二、实验改进1.实验目的
学习铜与浓硝酸的化学反应，通过该创新实验体会知识与实际生活的联系，培养学生的环保意识，体会知识间的联系在实验设计中的重要性，培养学生的实验创新意识[1]，发展学科核心素养。

2.实验原理
Cu + 4HNO 3( 浓)==Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O 3NO 2 + H 2O ==2HNO 3 + NO ↑
2NO + O 2==2NO 2↑3.实验仪器与药品
大试管1支、2支塑料注射器(规格10 mL)、塑料瓶(规格50 mL)、橡皮塞、铜丝、浓硝酸、蒸馏水。

4.实验步骤及现象
(1)组装好装置，检查气密性，装入浓硝酸，将铜丝插入浓硝酸中(见图2)。

图2
(2)可以观察到铜丝与浓硝酸剧烈反应，溶液变成蓝绿色，同时产生大量的红棕色二氧化氮气体，充满整个试管。

此时，将铜丝抽离浓硝酸，用2支注射器吸满二氧化氮气体(见图3)。

图3
(3)用注射器将吸取的红棕色气体注入装有蒸馏水的小塑料瓶中(见图4)。

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总第342
期
2020年7月
课程改革与教学研究
达能力。

即时反馈系统的使用，促使学生进行多次交流研讨，培养了交流表达能力，同时也促进了学生的深度学习。

3.促进了教师专业水平提升
信息技术与学科教学融合可以提升课堂教学质量，势必促进教师不断学习数字技术，学习数字技术如何与学科融合等相关理论，同时不断进行教学实践、反思、再实践，很好地促进了教师的专业发展，教师的课程建设能力也进一步提升。

参考文献
[1] 普通高中课程标准实验教科书化学1(必修)[M].
济南:山东科学技术出版社,2017.
[2] 普通高中化学课程标准(2017年版)[M].北京:人
民教育出版社,2018.
[3] 王磊,支瑶.化学学科能力及其表现研究[J].教育
学报,2016(4):47-48.
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图4
(4)振荡塑料瓶，使二氧化氮与水充分反应，观察到瓶内气体颜色消失。

(5)用注射器吸取一定量的空气，注入塑料瓶中，观察到塑料瓶中又出现了红棕色(见图5)。

图5
(6)再次振荡塑料瓶，里面的气体又变为无色。

三、实验改进的意义与价值1.节约药品　培养节俭思想
改进后的实验装置通过抽拉铜丝，控制铜与浓硝
酸反应的开始与停止，可以实现“点到为止”，节约药品。

2.现象明显　提升教学效果
改进后实验现象明显，学生可以直观看到二氧化氮红棕色气体的生成，二氧化氮与水反应生成无色的一氧化氮。

再次注入空气时，无色的一氧化氮又变为红棕色的二氧化氮。

以上实验现象均可以直观呈现在学生眼前，视觉效果明显，学生印象深刻，能够提升课堂教学
效率，强化教学效果。

3.减少污染　树立环保意识
环境保护是我国的一项基本国策，在教育教学过程中要注意环保意识的渗透与融入。

改进后的实验，注重环保意识的培养，整个操作都是在密闭的环境中进行的，几乎没有污染。

4.创新举措　强化学科素养
高中化学学科核心素养主要涉及宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任五个方面内容。

此实验的创新改进优化了教材原本的实验设计，无疑对培养学生的实验探究和创新意识具有助推与强化的作用。

参考文献
[1] 代黎娜,王小庆.铜与浓硝酸反应实验的创新[J].
中国现代教育装备,2015(10):64-65.。