铜浓、稀硝酸反应实验综合设计

铜与浓、稀硝酸反应的实验综合设计

铜与浓、稀硝酸反应实验是试管实验，敞口污染环境。苏教版化学教材对这两个实验予以了改进。但我认为仍然存在一些缺陷，据此设计了这套装置能在短时间内做完过铜与浓稀硝酸反应等多个

实验，给老师上课赢得了时间。

实验改进综合设计课堂高效

一、实验目的

在旧人教版化学教材以及在新课标苏教版《化学》（必须一）教材中，铜与浓、稀硝酸反应实验是中学化学探究硝酸强氧化性的重要实验。旧人教版化学教材采用的是试管实验，敞口污染环境。苏教版化学教材对这两个实验予以了改进。但我认为仍然存在一些缺陷：

1.铜与浓硝酸反应不能排尽空气，使学生误认为铜与浓硝酸反应先产生 no又被氧化成 no2。

2.铜与稀硝酸反应不能排尽空气，使学生不能明显观察到的no

产生和no转化为no2的过程。

3.浓、稀硝酸分别取药品，没有将浓硝酸转化为稀硝酸重复利用，从而造成不必要的药品浪费。

4.no和no2有毒实验中不能将其完全吸收，尤其在拆解洗刷装置时会危害师生的身体健康，不利于开展学生实验。

我在实际教学中对这两个实验进行了改进，设计了一套铜与浓、稀硝酸的综合反应装置，在实验过程中可体现5个基本反应、2个

拓展反应。整个装置简单，易于操作，实验效果良好，整个实验只需5分钟左右的时间，它不仅适合教师演示，也适合进行学生分组实验，反应分三个阶段，可使反应随时发生随时停止便于学生观察总结实验现象。

二、实验仪器及试剂

30ml的偏口玻璃注射器1支、配套的导气管、橡皮管、止水夹、带铁夹的铁架台1个、细铜丝、浓硝酸、水、氢氧化钠溶液。

三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

注意：按图示连接装置，将针筒夹在铁架台上向上60度倾斜并且偏口向上。

四、实验操作部分

1.铜与浓硝酸反应的实验

（1）打开止水夹，拔下a装置注射器内的活塞，向注射器的玻璃筒内放入少量已绕5圈成螺旋状的细铜丝。铜丝比针筒内径略宽，当推入针筒前端时可被固定，从而可以实现操作时的固液分离。（2）装上注射器的玻璃活塞，推动活塞排尽玻璃筒内的空气，吸入5ml的浓硝酸，迅速将导气管移入b装置的氢氧化钠溶液中，再推动活塞排尽玻璃筒内的空气。

（3）迅速夹好止水夹，反应开始，注射器活塞移动，至固液分离时反应停止。观察实验现象。

（4）实验现象及其有关反应方程式：

铜丝表面有气泡产生，活塞外移，针筒内气体为红棕色，溶液呈

蓝绿色。

cu + 4hno3（浓） = cu（no3）2 +2no2↑+ 2h2o

2.no2 受压强影响的化学平衡实验

（1）迅速抽动注射器的活塞观察实验现象。

（2）实验现象及其有关反应方程式：

气体颜色先变浅后加深，但是比原来气体颜色略浅。

3.铜与稀硝酸反应的实验

（1）打开止水夹，将导管移入水中，抽动注射器内的活塞外移，向注射器的玻璃筒内吸入5到10ml的水，使的no 2溶解，浓硝酸转化为稀硝酸。

（2）推动活塞排尽玻璃筒内的气体，关闭止水夹。将导管移入氢氧化钠溶液中，观察注射器内实验现象。

（3）待注射器玻璃筒内的无色气体的体积约为2ml时，打止水夹，取出导气管，拉动活塞吸入少量的空气后，关闭止水夹，再迅速将导气管插入氢氧化钠溶液中。观察实验现象。

（4）实验现象及其有关反应方程式

气体颜色变浅，溶液由蓝绿色转化为蓝色溶液，铜丝上有气泡产生，活塞逐渐外移，产生无色气体，但吸入空气后迅速变成红棕色。3no2+h2o=2hno3+no

3cu+8hno3（稀）=3cu（no3）2+2no↑+4h2o

2no+o2=2no2

4.尾气处理

（1）打开止水夹，抽动注射器的活塞，吸入氢氧化钠溶液反复清洗2～3次，吸入水反复清洗2～3次，可实现装置中无有毒气体。（2）实验现象及其有关反应方程式：

红棕色气体完全被吸收溶解

2no2 + 2naoh = nano3 + nano2 + h2o

no2 + no + 2naoh = 2nano2 + h2o

五、装置改进的意义

首先，这套装置能在短时间内做完过铜与浓稀硝酸反应、二氧化氮与水反应、一氧化氮和氧气反应、no2受压强影响的化学平衡实验、一氧化氮和二氧化氮气体与氢氧化钠反应，以及硝酸铜和氢氧化钠的反应，给老师上课赢得了时间；其二，实验装置所需仪器少、操作简单，有利于学生课内外开展实验；其三，装置排尽空气，使学生清晰的观察到铜与浓硝酸产生no2。铜与稀硝酸反应明显看到no的产生及其no转化为no2的过程。其四，将no和no2有毒气体完全吸收，不危害师生的身体健康。浓硝酸用量少转化为稀硝酸，从而减少不必要的药品浪费。