铜与稀硝酸反应的研究性实验设计
铜与浓、稀硝酸反应实验创新设计
铜与浓、稀硝酸反应实验创新设计
铜与浓硝酸反应实验是初中物理课程的重要内容，在此实验中，着重考察反应的产物，以便观察反应强度。
此次实验通过改进原有的设计，提出了一种创新的实验模式，以应对多变的物理环境。
实验来源于初中物理教材，实验目的是研究铜与浓硝酸的反应情况，检测实验现象。
主要观测指标为反应前后铜粒间距，以及反应前后铜粒大小的变化。
本次实验发展了一种创新的环境，采用了多变的反应体系。
实验室准备了具有不同硝酸浓度的试剂，分别观察不同硝酸浓度下铜与浓硝酸反应的专业性，以及铜粒大小及距离变化，并及时记录各项变化数据，以便对实验结果进行分析和研究。
借鉴前人经验，本次实验利用熟悉的基本设施，如化学容器，橡胶球等，结合科学性施工，使得实验体系更加完善而条理化，以更好地模拟实际反应场景，使实验结果更加可靠准确。
以上就是关于铜与浓硝酸反应实验的创新设计，其设计了完善的实验装置，能更好地模拟反应场景，并让实验结果更准确准确。
此次实验，可以为中学生提供更直观准确的理解，使之更好地掌握铜与浓硝酸反应的内涵，为学习物理学习奠定基础。
铜与硝酸反应的实验现象探究
铜与硝酸反应的实验现象探究铜与浓稀硝酸反应的实验，是中学化学教材中两个非常重要的演示实验，由于硝酸的浓度不同，反应现象不同，硝酸的还原产物也不相同。
⑴铜与浓硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入浓硝酸后，立即有气泡产生，反应剧烈，放出红棕色气体，溶液很快变成绿色；⑵铜与稀硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入稀硝酸后，也有气泡产生，反应缓慢，反应开始阶段，试管内气体呈红棕色，随着反应的进行，试管内气体逐渐变浅，最终呈无色，溶液变成蓝色。
综上可见，铜与浓稀硝酸反应，除了在反应现象和气体产物上有明显不同以外，还有一个明显不同，就是反应后生成的溶液颜色明显不同。
对这个问题存在着不同的解释，但同学们通过对以下这个例题的分析与解答，不仅能够更好地认识铜与浓、稀硝酸反应现象的不同，也会对反应后溶液颜色的不同有新的理解。
例题铜与浓硝酸和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象不同。
为此，某高二化学学习兴趣小组在教师的指导下开展了积极的实验探究活动，他们为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。
⑴请根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。
药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体。
步骤：①检查装置的气密性；②；③；④待反应完全后，将右边的导管插入试管内接近液面；⑤；⑥用注射器向试管内推入空气（或氧气）。
⑵推入氧气或空气的目的是。
⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差引起的，你同意吗？原因是。
另一同学提出溶液呈绿色是Cu2+溶液颜色与NO2气体颜色复合的结果，请设计一个实验证明之（简述实验方案与实验现象）。
分析：此题探究的内容有两个：一是对如何能观察到铜与稀硝酸的反应产物NO呈无色进行探究，其关键是如何有效排除试管内的空气，使生成的NO不被氧化，又能很方便地检验出无色NO的存在；二是对铜与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因进行探究，其关键是如何能通过实验证明浓硝酸与铜反应后的溶液呈绿色不是铜离子浓度差引起的。
《铜与硝酸反应实验》创新设计
铜与硝酸反应实验改进临城中学电教实验处张会军一、原实验过程及存在不足浓稀硝酸与铜的实验通常在试管中进行,由于试管里空气的存在,反应生成的无色一氧化氮气体被氧化成红棕色二氧化氮气体,影响了对实验现象的观察；同时,产生的气体排放到空气中,会严重污染环境。
二、实验改进（一）实验用品：浓硝酸1:2稀硝酸铜片蒸馏水稀NaOH注射器胶塞烧杯（二）实验装置：（三）实验原理：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（四）铜与稀硝酸反应实验步骤1、取一体积较大的注射器（如上图）,并连接胶塞密封针头口。
打开胶塞,拔出活栓,放入5～6片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。
2、将注射器口浸入蒸馏水中,抽拉活栓,吸入一定量蒸馏水，倒置注射器，排出内部气泡，并将蒸馏水尽量排净。
3、将注射器口浸入稀硝酸中,抽拉活栓,吸入20mL稀硝酸,塞上胶塞。
注射器内的稀硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。
当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。
塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。
4、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量空气, 塞上胶塞，观察注射器内气体的颜色变化。
5、将注射器内气体推入氢氧化钠溶液中进行吸收。
（五）浓硝酸与铜反应实验步骤1、取一体积较大的注射器,并连接胶塞密封针头口。
打开胶塞,拔出活栓,放入少量2～3片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。
2、将导管口浸入浓硝酸中,抽拉活栓,吸入5mL浓硝酸,塞上胶塞。
注射器内的浓硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。
当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。
塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。
3、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量蒸馏水,塞上胶塞，将注射器上下倒转几次, 观察注射器内气体的颜色和体积变化。
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计
一、实验目的
1. 了解硝酸与铜产生的反应特性。
2. 分析硝酸与铜反应分子间机理与反应机理。
3. 探索硝酸与铜反应的温湿 id平衡。
二、实验原理
普通硝酸是由氮硝化合物的混合溶剂而成的酸性溶液，氮硝化合物的强度由溶剂的种类和浓度而定。
铜与硝酸具有很强的化学反应性，当硝酸中的氮硝化物吸取的氮原子被铜离子形成的离子开裂时，铜离子就会与酸原子发生反应、形成铜硝酸盐，如Cu(NO3)2、Cu(NO2)2和Cu(OH)2，由此释放出大量的热量，因此能够自发发生焰反应，也能发生化学反应。
三、实验设计
1.准备硝酸和铜实验管
准备一定浓度的硝酸（如0.1mol/L）和一定的细的铜粉放入实验管中，实验管封口并放入等离子体电离室中（可设置不同的温湿度），监测系统中铜粉在硝酸中的化学反应过程。
2.测定硝酸和铜反应放热热值
反应乙烯与铜反应过程中释放的热能，计算其放热热值和活化能，以表征硝酸和铜反应放热机制。
3.探究不同温湿度条件下硝酸和铜反应的稳定性
变更上述实验管的温度和湿度，观测硝酸和铜反应放热的稳定性，研究不同温湿度条件下硝酸和铜反应的变化情况。
四、个人认为
本次实验旨在探索硝酸和铜反应的特性，了解反应机理，分析温湿度对其反应变化的影响，将对未来类似实验有指示意义。
另外，实验主体硝酸和铜是日常生活中不可或缺的物质，实验分析的结果也有助于我们更好的理解物质的本质特征。
铜和浓硝酸、稀硝酸反应创新设计
铜和浓硝酸、稀硝酸反应创新设计作者：彭运定来源：《发明与创新·中学生》 2013年第7期湖南省汨罗市第三中学彭运定铜和硝酸反应实验本是人教社《全日制普通高级中学教科书(必修加选修)化学》第二册第16页演示实验，新课程高中化学必修1第四章也将此实验增加为演示实验。
实验装置原型如图1，虽然达到了一定的演示效果，但实验所使用浓、稀硝酸的量较多，反应剧烈，较难控制，且产生的二氧化氮、一氧化氮气体因为得不到有效处理而污染空气。
因此在教学过程中，我对实验装置进行了改进。
一、实验器材10mL医用注射器2个，胶皮管10cm，止水夹2个，镊子，铜片，浓硝酸，氢氧化钠溶液。
二、实验装置与原理图见图2、图3三、实验过程与效果1.组装实验仪器。
先将注射器的活塞从空筒中抽出，用镊子取一小块铜片放进注射器的空筒中，在将活塞塞进空筒中。
2.利用医用注射器抽取0.5mL的浓硝酸，将注射器先倒置向下拉活塞，使胶皮管中的浓硝酸进入空筒中，在向上推活塞排尽空筒中的空气，用止水夹夹住胶皮管。
3.铜和稀硝酸反应的实验与上述操作方法大体相同，只是在抽取浓硝酸之前预先抽取1mL的水，将浓硝酸稀释为稀硝酸。
4.实验结束后打开止水夹，将注射器中的反应液和气体推入氢氧化钠溶液中，将其吸收（铜与稀硝酸的反应处理略有不同，打开止水夹后应先将活塞向下拉，使少量空气进入空筒中，将产生的一氧化氮转化为二氧化氮，再将反应液和气体推入氢氧化钠溶液中将其吸收）。
5.两次实验对照可清晰地看到所产生气体的颜色及反应速率的快慢。
改进后的实验装置为学生探究实验的成功巧设了台阶，使实验现象更加直观，效果更加明显。
学生对浓硝酸和稀硝酸与铜的反应产生了深刻印象，还增强了学生的环保意识，培养了学生严谨、求真、求实的学习作风。
浅析铜与硝酸反应的实验探究与拓展
在上面的三组实验中提供的硝酸的体积均一样，仅仅是铜的质量不相同。
A组中，铜的质量相同，即反响后溶液中Cu2+的浓度相同，而浓硝酸反响后溶液为绿色，稀硝酸为蓝色；B组中，与浓硝酸反响的铜的质量要小一些，即反响后Cu2+浓度低一些，然而溶液仍然为绿色；C组中Cu2+的浓度大，溶液仍然是绿色。
可见，Cu(NO3)2溶液为绿色不是由Cu2+浓度引起的。
猜测二、可能是硝酸铜溶于浓硝酸引起的。
将Cu(NO3)2晶体溶于浓硝酸，溶液仍然为蓝色。
可见此假设不成立猜测三、可能是温度不同引起的方案1：将绿色的Cu(NO3)2溶液加热。
溶液仍然为绿色，且在试管中产生大量的红棕色气体。
原因是在加热的时候，浓硝酸不断的分解，致使NO2源源不断的生成，因此不可能将NO2和Cu(NO3)2分开，因此溶液仍为绿色。
方案2：将正在反响的试管壁不断地用流水冲，溶液颜色为蓝色。
这个改变的核心因素是降低温度。
因为Cu+4HNO3〔浓〕==Cu〔NO3〕2+2NO2+2H2O的反响是放热反响，降温反响速度减慢，产生的NO2减少；而2NO2==N2O4〔正反响为放热反响〕，因此降温平衡向右移动，生成无色的N2O4，NO2的量逐渐减少，故溶液很快变成蓝色。
猜测四、可能是NO2溶于Cu(NO3)2溶液形成的。
方案1：将Cu和浓硝酸反响后的溶液迅速倒入枯燥的烧杯中，再转移到另一个枯燥的烧杯中，溶液迅速变蓝。
方案2：在Cu和浓硝酸反响后的试管口上塞一团沾有NaOH溶液的棉花，放置半天后，溶液为蓝色。
其原因是随着时间的推移，反响后的溶液温度降低，NO2慢慢从溶液中逸出被棉花中的NaOH吸收，溶液的颜色仅仅由Cu(NO3)2呈现出来。
由此可见，Cu(NO3)2溶液的绿色是由蓝色的Cu(NO3)2溶液和黄色的HNO3溶液〔溶有NO2〕的两者混合而成的。
二、原型拓展1方案评价型[例1]某化学课外兴趣小组在做铜与浓硝酸、稀硝酸反响实验时发现：“相同质量的铜分别与等体积且足量的浓硝酸、稀硝酸充分反响后，前者溶液颜色是绿色的，后者溶液的颜色是蓝色的。
铜与稀硝酸反应及一氧化氮性质实验的联合设计
４ 实验操 作
４ １ 铜 与 稀 硝 酸 反 应 的 实验 ．
并可用 注射 器收集 到较 纯 的 Ｎ Ｏ气 体 ， 从而 可进 行 Ｎ Ｏ的
性质实验 。
４ １１先用 注射 器 向封 口、 ．， 洁净 的青 霉 素瓶 注入大约 １ ｍ 稀硝酸 ， ０ｌ 然后将有毒气体排放 ， 了 无 避免
空气污染 。 实验 中可随时通 过上 下移动铜 丝 ， 以控制 反应 的发 可
图２
其 中一 端都 打磨成针 状再 插入 青霉 素瓶 内 ，
使 铜丝下端位于液面 以上 。
生、 快慢 和停 止 。
组装一套该 装置器材 简单 ， 材料 易得 ， 操作方 便 ， 可进 行多次演示 。 该装置也适 合于演 示铜 与浓 硝 酸反 应并 制取 Ｎ ， Ｏ 等
粗 铜 丝 、 约 ４ ｏ／ 大 ｍ ｌＬ的稀 硝 酸 、 ａ Ｈ ＮＯ
溶液 、 蒸馏水等 。
５ 改进 意 义
该实验方法 用青 霉素瓶作为反应器使铜与稀硝酸反应
３ 实验装 置
如 图 ２所示 。
在几乎 隔绝 空气的条件下 进行 ， 免了气体 产物 与空气 的 避 直接接触 ， 于及 时观 察 到 Ｎ 便 Ｏ气体 颜 色 的“ 来 面 目” 本 。
２０ ０９年第 ６期 中小 学实 验 与装备
实验 教学 方 法
第 １ （ ９卷 总第 １６期 ） ０
２ ｌ
铜 与 稀硝 酸反 应 及 一 氧 化 氮性 质 实验 的联 合 设 计
河北省饶 阳 中学 （ ５ ９０ ０ ３０ ） 尚广斗
１ 问题 的提 出
铜 与稀 硝酸反应 的实验是 中学化学 的重要演示 实验之
实验 。
２ Ｏ 一ｌ Ｏ９ ｌ一２ ７
铜与硝酸反应实验现象的探究
分析问题：可能影响溶液颜色的微粒
反应物
产物
稀硝酸
铜片
Cu2+
（蓝色）NO3_源自H+（可能）NOH2O
浓硝酸
铜片
Cu2+
（蓝色）
NO3_
H+（可能）NO2
H2O
（红棕
色）
观点1：铜离子浓度不同 设计方案：加水稀释绿色溶液，观察现象。
绿色溶 液
稀释后
观点1：铜离子浓度不同
设计方案：配制饱和硝酸铜溶液，观察现象。
实验结论： 该实验现象，支持观点2。
设计方案：向硝酸铜溶液中通入二氧化氮 气体，观察溶液颜色变化。
实验结论： 该实验现象，支持观点2
实验结论：通过实验探究，我们认为是 “NO2的影响”造成了溶液颜色的差异。
谢谢！再见！
实验现象： 硝酸铜的饱和溶液呈蓝色
饱和硝酸铜 溶液
实验结论： 该实验现象，不支持观点1。
观点2：NO2的影响 设计方案：加热绿色溶液，观察现象。
实验结论： 该实验现象，支持观点2。
观点2：NO2的影响 设计方案：将绿色溶液装入针筒内，向外拉动活 塞，观察现象。
实验现象： 向外拉动针 筒活塞，装 置内有红棕 色NO2逸出。
铜与硝酸反应现象的探究
铜与稀硝酸反应的实验设计
温馨提示：针筒吸入稀硝酸 时速度要缓慢，避免吸入空 气
铜与浓硝酸反应的实验设计
温馨提示：打开塑料袋中间 的活结，动作轻缓，防止铜 片划破塑料袋，然后迅速将 袋子放入瓶中盖好。
铜与硝酸反应
绿色溶液 蓝色溶液
发现问题：浓、稀硝酸和铜反应所得 硝酸铜溶液的颜色为何不同？
铜与硝酸反应所得溶液呈绿色的实证研究
铜与硝酸反应所得溶液呈绿色的实证研究摘要:在Cu与HNO3溶液反应体系中，当HNO3浓度较高时产物主要为NO2，浓度较低时产物主要为NO，实验认为Cu与浓HNO3反应后一般得到绿色溶液，但实验发现铜与稀HNO3作用时也能得到绿色溶液。
通过对绿色溶液组成的探究，发现Cu与HNO3溶液反应之所以会变绿色的主要原因是因为反应产物中存在HNO2或NO2－，同时提出中间产物HNO2可以认为Cu与硝酸反应的催化剂，Cu与HNO3反应是自催化的化学过程。
关键词:铜硝酸绿色溶液实验探究反应机理1 问题提出硝酸在一般情况下都能与Cu发生反应，其产物都有Cu(NO3)2溶液，理论上，Cu(NO3)2溶液由于存在Cu2+(aq)而呈蓝色，但Cu和浓HNO3反应后的溶液往往呈绿色，夏立先、吴思杰老等老师认为溶液显绿色是由Cu2+和NO2相互作用引起的[1]，也有人认为是还原产物NO2溶解在Cu(NO3)2溶液中引起的[2]。
为了验证上述文献所述的结论，笔者做了以下实验。
[实验1]在有足量的铜丝的烧杯中滴加适量的浓HNO3后，发现反应剧烈、产生红棕色气体，溶液先变为蓝色，然后逐渐变为绿色，随着反应的进行，溶液最终又得到了蓝色溶液。
[结论]Cu和浓HNO3反应后的溶液的确有时呈绿色，但当得到的Cu(NO3)2溶液较大时，溶液转化为蓝色。
[实验2]取少量蓝色的Cu(NO3)2溶液于小烧杯中，往烧杯中不断通入NO2，发现蓝色的Cu(NO3)2溶液转化为绿色。
以上2个实验说明文献[1、2]的结论是正确的，但是当我们进行[实验3]时发现，Cu和稀硝酸反应也得到了绿色溶液。
[实验3]取50mL0.6mol/LHNO3和过量的铜丝置于250mL的烧瓶中，在铜丝与硝酸混合后几小时内几乎无明显现象，而后溶液逐渐变为浅蓝色，再变为蓝色，反应3天多时间后溶液为绿色。
假如上述文献的结论是正确的，那么铜丝与0.6mol/L稀HNO3反应最终是不会得到绿色溶液呢，因为Cu 与稀HNO3反应的还原产物是NO而不是NO2。
b6铜与稀硝酸反应实验设计案例分析
本文为自本人珍藏版权所有仅供参考本文为本人珍藏，有较高的使用、参考、借鉴价值！！本文为本人珍藏，有较高的使用、参考、借鉴价值！！铜与稀硝酸反应实验设计案例分析嵊州市长乐中学：唐新民一、主题与背景化学学科的形成和发展，起源于实验，又依赖于实验。
以实验为基础是化学教学的基本特征。
化学实验对激发学生学习兴趣，启迪学生思维，培养科学方法和创新精神均能产生积极有效的作用。
因此，我认为，在化学教学中必须发挥学科的优势——实验，通过化学实验，让学生去“观”，由“观”生“趣”，由“趣”激“疑”，由“疑”导“想”，由“想”得“知”。
这样既能打好基础知识，又开发学生智力，培养学生的综合能力。
为了有效地培养学生各项综合能力，在平时的教学中我钻研教材、及时挖掘教材中潜在的内容，如铜与稀硝酸的反应是人教版高二化学课本第一章第三节《硝酸》中的内容，实验装置如图1-1所示。
其目的是为了说明稀硝酸有强氧化性及稀硝酸的还原产物是NO气体。
上课时我按课本装置做演示实验，结果学生观察到的是红棕色的气体，无法说明其还原产物为无色的NO气体，上课时我只能向同学解释，这是由于生成的NO遇空气中氧气生成NO2气体。
虽然学生也能接受，知识点是落实了，但课后我总觉得该块内容教学中，虽然学生知道了结果，但由于实验现象与理论反应无法吻合，根本就没有发挥化学实验教学的作用，反而给教学工作带来负面影响。
因此须对这一实验进行必要的改进。
课后我思考存在的几个问题：（1）在实验开始前试管中就有大量空气，所以反应所产生的NO会马上被氧化成NO2，对观察无色的NO气体产生严重的干扰。
（2）实验中怎样避免产生的NO与空气接触，有几种方法可以实现。
（3）实验完毕后，无法使反应立即停止，NO过多会向空气中逸散，污染空气，损害师生身体健康。
怎样将该实验改进成一个既简单又环保的装置呢？以上几个问题，在教学中一直困扰着我，为此，我查阅了大量资料，并于2004年在高三（6）、（7）、（12）班实验复习教学中作了大胆尝试，实验效果明显，学生反映良好。
探究铜与稀硝酸的反应
探究铜与稀硝酸的反应一、使用教材人教版高中化学《必修1》第四章第二节硝酸第二课时“铜和稀硝酸的反应”。
二、教材分析硝酸作为必修一的压轴内容，在学生已经学习了浓硝酸与铜反应的实验操作后，课本对稀硝酸和铜的反应做了留白，这样可以让学生有更大的空间来做实验创新，探究硝酸与金属反应得原理。
三、学情分析在进入高一后学生先后学习了氧化还原反应，氮的氧化物的性质以及浓硫酸和浓硝酸的性质，完善了这一部分的知识体系，同时也具有了一定的实验设计能力。
因此，本节课通过铜与浓稀硝酸反应的实验设计，让学生在开放与和谐的氛围中，体验实践与创新的乐趣。
四、实验器材和药品(一) 药品：铜片、稀硝酸、NaOH溶液。
(二) 仪器：注射器、小烧杯。
五、实验创新要求/改进要点在传统实验中，铜与稀硝酸反应产生的NO气体往往在液面上就因氧化而变色，易使学生产生误解，同时对环境造成污染。
为此我和我的学生研究并改进了实验，使用针筒注射器进行试验，使实验简单可控﹑现象明显并且更加环保，并且在教学中可以让学生进行分组实验，是可推广的实验操作。
六、实验原理和方法(一) 往针筒注射器里加入几片铜片，再吸取20ml左右稀硝酸溶液；(二) 待铜片完全溶解后，把注射器倒立吸人空气；(三) 反应完毕后，把注射器插入稀NaOH溶液中做尾气处理；七、实验教学目标(一) 知识与技能：掌握铜与稀硝酸反应的原理，提高学生设计实验、分析实验、操作实验的能力。
(二) 过程和方法：通过探究硝酸与铜的反应，培养学生的实验探究和创新能力，让学生体验探究的过程和乐趣。
(三) 情感态度与价值观：养成学生合作学习的好习惯，加强其环保意识。
八、实验教学内容本节课是在铜和浓硝酸实验的基础上，让学生设计铜和稀硝酸的实验装置，并进行试验验证。
不仅探究了铜和稀硝酸的反应，在设计实验的过程中，学生能力得到提升，也知道了化学实验应该具备备绿色环保，操作简便，现象明显，装置简单的特点九、实验教学过程【创设情境引入新课】问题引入：你认为如果按照教材中铜与浓硝酸反应的实验装置进行试验有何优点和不足之处？由于已经让同学们带着问题去预习并自己查阅资料设计实验装置，所以同学们对这个问题给出非常完整的解释。
硝酸与铜的反应实验
硝酸与铜的反应实验实验目的：观察硝酸与铜的反应产物，并了解反应过程。
实验器材：1. 试管2. 铜片3. 硝酸溶液（浓度为2M）4. 漏斗5. 火焰（酒精灯或煤气灯）6. 密集器实验步骤：1. 取一个试管，并倾斜放置于试管架上。
2. 在试管中加入适量硝酸溶液，注意不要超过试管的一半容积。
3. 用镊子夹取一片铜片，将其小心地放入试管中。
4. 观察试管中的反应。
实验结果：硝酸为强氧化剂，铜为较容易被氧化的金属。
当硝酸与铜发生反应时，铜会被氧化，而硝酸则会被还原。
实验结果如下：1. 硝酸与铜发生反应后，试管中的液体会发生颜色变化，从透明变为蓝色或绿色。
这是因为反应产物中生成了硝酸铜溶液。
反应方程式：Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO↑解释：铜与硝酸反应会生成硝酸铜溶液，同时生成水和一氧化氮气体。
安全注意事项：1. 在进行实验前，戴上实验手套和护目镜，确保个人安全。
2. 实验室中进行反应时要保持通风良好，以避免吸入有害气体。
3. 硝酸是一种腐蚀性液体，接触皮肤或眼睛会造成伤害，使用时应小心。
实验小结：通过这个实验，我们可以观察到硝酸与铜的反应过程，并了解到铜在强氧化剂的作用下可以被氧化。
同时，我们注意到安全问题在实验中的重要性，保护自己的安全至关重要。
这个实验不仅有助于加深我们对硝酸与铜反应的理解，同时也提醒我们在进行实验时应保持谨慎，确保实验过程安全顺利进行。
注意：以上内容为实验结果展示和相关知识解释，并非真实的实验操作步骤。
在进行实验时，请遵循实验室的相关规定和操作指南，确保实验操作的正确性和安全性。
铜与硝酸反应的实
打开止水夹，向外拉注射器活塞，吸 入5ML稀硝酸，排除装置内的空气， 关闭止水夹。一会儿铜与稀硝酸发生 反应，溶液变蓝色，产生无色气体。 产生一定体积的气体后，打开止水夹， 吸入一定量的空气，气体迅速变红棕 色。吸入适量的氢氧化钠。
【说明】 稀硝酸浓度不能太稀，否则反应太 慢，这时要用热稀硝酸。要排尽装 置内的空气。要等红棕色全部消失 后，才能拆除装置。
当碳酸钙反应完后再挤压长滴管使浓硝酸从小试管中溢出与铜丝反应产生大量的红棕色气体溶液变蓝色
铜与硝酸反应的实验设计
邵东十中 刘海平
【目的】铜与硝酸的反应是中学化学的 重要反应，是硝酸的重要性质。本实验 通过铜与浓﹑稀硝酸反应产物分析，使 学生加深对该知识点的理解。由于一氧 化氮和二氧化氮是对环境污染很严重的 物质，因此需注意防止排放到空气中。 一氧化氮容易与氧气反应，须注意在铜 与稀硝酸反应时，排除装置内的空气。
装置图：
【操作】 连接好装置。打开短导管的止水夹， 挤压长滴管，滴入几滴浓硝酸。碳酸 钙与浓硝酸反应产生二氧化碳排出装 置内的空气（与铜和稀硝酸反应对 照）。当碳酸钙反应完后，再挤压长 滴管，使浓硝酸从小试管中溢出与铜 丝反应，产生大量的红棕色气体，溶 液变蓝色。关闭止水夹。用塞子塞住 干燥管，混合两试管中得溶液。
【说明】 实验完毕后，要等红棕色全部消 失后，才能拆除装置。
二：铜与稀硝酸反应 【原理】 3Cu﹢8HNO3（稀）＝ 3Cu(NO3)2﹢2NO2↑﹢4H2O↑
【准备】
配制1:3的稀硝酸，一根20ML或 50ML的注射器。注射器前端连接带 橡皮管的玻璃管，玻璃管内嵌一粒 玻璃球或用止水夹。注射器内放少 许铜丝。
一：铜与浓硝酸反应 【原理】
Cu﹢4HNO3（浓）＝Cu(NO3)2﹢2NO2↑﹢2H2O↑
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↑+2H2O②二氧化氮与水反应3NO2+H2O===NO+2HNO3③铜与稀硝酸反应3Cu+8HNO3（稀）==3Cu（NO3）2+ 2NO↑+4H2O④一氧化氮与氧气反应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。
（5）另取注射器插止水夹下方的橡皮管，抽取气体，抽气后再继续向外拉动注射器活塞，空气进入注射器，气体由无色变为红棕色。
该反应为：2NO+O2===2NO2 。
（6）再将装有NO2气体的注射器抽取蒸馏水，气体由红棕色变为无色，该反应为：3NO2+H2O===NO+2HNO3。
实验探究铜与硝酸反应的实验设计
。
。
④该套装置中有不完善之处，还应在装置Ⅳ后补充
的混合气体。相关反应为：2NO2+2NaOH +NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O。
。
NaNO3
⑤工业上通常用氢氧化钠溶液吸收一氧化氮、二氧化氮
n(NaNO 3 ) 将体积之比为2∶3的NO和NO2的混合气体通入足量的氢 n(NaNO 2 ) 氧化钠溶液中，气体完全反应后，所得溶液中
⑤设NO为2 mol,则NO2为3 mol，要使NO、NO2被完 全
吸收，则2 mol NO、2 mol NO2与NaOH反应生成4
mol NaNO2,1 mol NO2与NaOH反应生成0.5 mol NaNO3、 0.5 mol NaNO2,故所得溶液中n(NaNO3)=0.5 mol, n(NaNO2)=4.5 mol,故n（NaNO3）/n(NaNO2)=1/9。 答案 ①防止出现爆炸 ②检验CO是否转化为CO2 ⑤1/9
（2）Cu+4HNO3 (浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变缓，气体颜色变淡 （3）丙 耗酸量最少，无 污染 （4）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，
由a向c中加入浓盐酸
液变为黄棕色
c中有黄绿色气体产生，d中溶
没有处理尾气
【实验探究2】某课外小组对污染大气的部分非金属氧化
解析 ①CO具有还原性，且与空气混合达到一定比例时 易爆炸，所以反应之前，应向装置中通入N2赶出装置内
的空气，以免出现爆炸事故。
②CO和NO在催化剂和加热条件下发生反应生成N2和 CO2，通过装置Ⅲ中澄清石灰水是否变浑浊来验证是否 生成了CO2。 ③由于有部分NO没有转化为N2，向装置中通入空气时， 装置Ⅱ中的NO与O2反应生成红棕色NO2。 ④由于尾气中仍残留未反应的有毒的CO、NO气体，所 以应在装置Ⅳ后面增加尾气处理装置。
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计作者：董军来源：《化学教学》2017年第01期摘要：将浓、稀硝酸与铜反应、氮氧化物的性质实验整合在一套密封装置中分别连续进行，观察浓、稀硝酸与铜反应的相对快慢与产物种类、氮氧化物相互转化和氮氧化物转化为硝酸的多个定性及定量实验，并用常用仪器搭建装置，实现了装置简单、操作易行、现象鲜明、定性定量、绿色环保的设计初衷。
关键词：硝酸与铜反应；氮氧化物；相互转化；定性定量；绿色环保文章编号：1005–6629（2017）1–0061–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B1 加强与改进硝酸及氮氧化物性质实验的必要性硝酸是工业常见、常用的三大强酸之一，浓、稀硝酸与铜的反应，其产物二氧化氮、一氧化氮的性质及它们之间的转化，是中学化学的重要内容。
但由于硝酸的腐蚀性及反应产生有毒气体，很多学校不做该实验，因此化学教学的特色没有突显，学生对硝酸氮氧化物的性质及相关实验的理解不深，实验技能得不到训练，教学质量受到影响，甚至使学生产生“化学就是腐蚀和污染”的错误认识而有恐惧感，把化学仅当成上大学的铺路石。
如何做到既能提高实验的开出率，又能保证安全不让学生受到伤害，还能丰富实验内容、整合基础知识、体现绿色化学、提高实验的效率和价值，一直是中学化学教学中重要的研究内容。
现把笔者经过多年研究的浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计汇总如下。
2 实验设计思路利用浓、稀硝酸与铜的反应，分析比较浓、稀硝酸氧化性的相对强弱及产物种类、氮氧化物之间的相互转化，利用氮氧化物与水反应产生硝酸的性质，把反应产生的氮氧化物不排放、定量控制、循环转化，最后转化成硝酸，从而实现既有多重实验多种物质的性质试验，又能体现实验原理、引发学生兴趣、增强绿色化学意识、锻炼实验能力。
3 仪器装置仪器：150mL广口瓶、200mL烧杯、250mL分液漏斗、150mL注射器；橡皮塞、玻璃管、胶管夹、铁架台（附铁圈）和橡胶管等装置：用上述仪器组装成如图1所示的硝酸及氮氧化物性质实验装置4 反应原理（1）浓硝酸与铜的反应：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O（2）稀硝酸与铜的反应：3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（3）氮氧化物的性质及转化：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2（4）利用反应自身产生的气体，把酸液由广口瓶自动转移到分液漏斗中，实现收集纯净气体的目的。
铜与稀硝酸反应的研究性实验设计探索
装置 。点燃酒精灯 ，加热铜丝部位 ，约１ ２ ～ 分钟后移 开酒精 灯 ，迅 速拔掉 注射器 上 的橡 皮塞 ，将针尖刺 入石英 玻璃管 的橡皮 塞 中，将氯气 缓缓推入 玻璃 管
中 ，可观 察 到：铜丝 变成 红热状态 ，玻璃管 内产生
１ 制取氯气 按 图 １ 示 安装 装 置 。在试 管 中 加 入约 ０ 克 所 ． ５
Ｎａ ＯＨ
溶液
炸裂玻璃管 。
图２ 图ｌ
３ 利用 本装置还 可 以完成铁与氯气反应等实 ． ４
验。
铜 与稀硝酸反应的研 究性实验设计探索
袁鸿志 （ 宁一中，四川遂宁 遂 ６９０） ２００
摘要：铜与稀硝酸发 生反应 生成 的ＮＯ 气体容易被空气氧化成Ｎｏ 气 体，无法 证明产物 为ＮＯ 体。本篇对此进行 ２ 气 了研究性实验设计探索 ，提 出了５ 个实验方案，都达 到了节约药品、操作简便、现象 明显 、没有污染的要求。 关键词：铜 ；稀硝酸 ；研 究性实验设计 文章编号：１０ －６ ２ （０ ６ ０ —０ ｌ 一０ ０５ ６９２０）８ ０Ｏ ３ 中图分类号：Ｇ ３ ． ６３８ 文献标识码：Ｃ
进措施。
色Ｎ Ｏ气 体 ： 验 证 了ＮＯ ０ 反 应 生 成 Ｎ 体 及 和 Ｏ气 Ｎ 难溶 于水 的性质 ：该实验器材简单 、操作方便 、 Ｏ 现象 明显 ，可 以重复使用 （ 关闭分液漏斗活塞并适当
加热，又可 以得到无色气体） 。
方案二：
实验步骤 （） １如图２ ，在注射 器 中放 三小块 铜片 ，将注 射 器活塞推到底 部 。 （） ２将输 液 管 插 入 预 热 过 的 稀 硝 酸 中 ，吸 入 ２ ０ 硝酸后 ，关 闭输液 管夹 ，然后将输液管下端
大量 棕黄色 的烟 。氯 气全 部推入 后 ，拔 出针 头 ，然
铜与稀硝酸反应的实验设计
铜与稀硝酸反应的实验设计作者：窦定洪来源：《化学教学》2008年第10期文章编号：1005－6629(2008)10－0009－02中图分类号：G633.8文献标识码：C铜与稀硝酸反应，由于产生的无色一氧化氮很容易与空气中的氧气反应生成红棕色二氧化氮，从而无法判断出铜与稀硝酸到底是生成一氧化氮还是二氧化氮，为此，笔者对该实验作了以下设计：方案一1 仪器及药品U形管、长颈漏斗、圆底烧瓶、玻璃管、橡皮塞（单孔2个双孔一个）、止水夹、橡皮管、活塞(直形)、铜丝(绕成螺旋状)、稀硝酸、氢氧化钠溶液。
2改进装置(如图-1)3 实验操作及现象按图-1组装好仪器，先从长颈漏斗往U形管中装入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平(铜丝浸没在稀硝酸中)，并关闭活塞，用酒精灯微热U形管(靠铜丝一端) ，待U形管中产生均匀气泡后即移开酒精灯，片刻后U形管中的液体因气体产生而被压向另一端，长颈漏斗中的液面上升，最终使U形管中的液体与铜丝相分离，U形管中的无色气体即为一氧化氮，此时打开活塞使气体进入圆底烧瓶中，可看到圆底烧瓶中充满了红棕色的二氧化氮气体， U形管中因气体进入圆底烧瓶中压力减小液体又回到原来的位置，此时若关闭活塞则U形管中的液体又会被压向另一端，如此连续几次，待烧瓶中的氧气消耗得差不多时，打开止水夹，然后手捂住烧瓶，片刻后放开，则圆底烧瓶中可形成喷泉。
4 评价该装置使反应在密闭容器中进行，用长颈漏斗既方便加入稀硝酸，又提高了U形管两端的压力差，同时避免了有毒气体的逸出，很好地证实了铜与稀硝酸的反应，从圆底烧瓶中气体颜色的变化可清晰地观察到一氧化氮转化成二氧化氮的过程，二氧化氮的喷泉实验表明二氧化氮的酸性气体性质，增强了实验的趣味性和探究性。
方案二1仪器及药品Y形试管、球形干燥管、玻璃管、橡皮塞（有双孔）、胶头滴管、橡皮管、分液漏斗、铜片、碳酸钙、稀硝酸、氢氧化钠溶液。
2改进装置(如图-2)3实验操作及现象按图2组装好仪器，并检查装置的气密性，气密性检查合格后，按图所示装入药品，连接好装置,，实验开始时将Y形试管向盛碳酸钙的支管微微倾斜，打开分液漏斗，拔下胶头滴管上的胶头，缓缓滴入适量稀硝酸，使产生的二氧化碳气体将Y形试管中的空气排尽，套上胶头滴管上的胶头，然后将Y形试管向盛铜片的支管微微倾斜，再打开分液漏斗，使稀硝酸与铜片接触，若无气体产生，可用酒精灯微热使至有气体产生，然后停止加热，此时稀硝酸与铜片反应产生的无色气体即为一氧化氮，片刻后再拔下胶头滴管上的胶头(或用注射器注入空气)，使空气进入球形干燥管中，就可看到球形干燥管中的气体变为红棕色，球形干燥管中的液面上升。
铜与浓、稀硝酸反应的实验综合设计
（ 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 ５ ｍ ｌ 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
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 Ｎ Ｏ 。 铜 与 稀 硝酸 反 应 明 显 看 到 Ｎ Ｏ的产 生及其 Ｎ Ｏ转化 为 Ｎ Ｏ 的过程 。
◆ ◆ ◆ ◆
铜 与 浓 、 稀 硝 酸 反 应 的 实 验 综 合 设 计
◆ 徐海龙
（ 河北省承德市围场一 中）
【 摘要】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 。
２ Ｎ ０ ２ Ｎ ２ ０ ‘
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 Ｎ Ｏ 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 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
３ ０ ｍ ｌ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。
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铜与稀硝酸反应的研究性实验设计
1、问题提出
铜与稀硝酸发生反应的反应方程式为：
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。
从理论上讲，实验现象应为生成无色气体，在试管口遇到空气后变为红棕色。
但传统的铜与稀硝酸反应实验直接在试管中进行，实验操作中气体往往在液面上就变色，即使可用排水法收集到无色的NO，也无说服力，因为NO气体有可能由NO2与H2O反应生成的。
实验现象与理论无法吻合，给教学带来负面影响。
因此必须对这一实验进行必要的研究，提出改进措施。
2、研究目的与要求
（1）改进后的实验必须达到以下要求：节约药品、操作简便、现象明显、没有污染。
（2）通过对“稀硝酸氧化性实验的改进”这一研究，提高创新意识和动手解决实际问题的能力。
3、实验方案
方案一
实验步骤及现象
(1)按图1所示连接好仪器。
(2)取下带有分液漏斗的胶塞，将绕成螺旋状的铜丝一端插入塞内。
(注：铜丝应插紧，否则会掉入U形管，使实验失败)。
(3)将活塞打开，从U形管较长的管口注入稀硝酸，直到碰到塞子的下沿，且液面上不再留有气泡为止，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。
(4)关闭活塞，可以用酒精灯在U形管的短管一侧加热，当铜丝上有气泡产生时立即撤灯。
铜丝与稀硝酸反应生成的气体将稀硝酸排向长管，使铜丝与稀硝酸脱离接触后，反应自行停止，管内有无色气体生成。
(5)将活塞慢慢打开，U形管的长管中的稀硝酸又回落到短管内，分液漏斗有红棕色气体出现。
实验评价
稀硝酸反应在缺氧条件下进行，可以长时间观察到无色NO 气体：验证了NO和O2反应生成NO2气体及NO难溶于水的性质：该实验器材简单、操作方便、现象明显，可以重复使用(关闭分液漏斗活塞并适当加热，又可以得到无色气体)。
方案二：
实验步骤
(1)如图2，在注射器中放三小块铜片，将注射器活塞推到底部。
(2)将输液管插入预热过的稀硝酸中，吸入20mL硝酸后，关闭输液管夹，然后将输液管下端放入盛有4mol／L氢氧化钠溶液的烧杯中(注：在实验进行过程中要慢慢地将注射器向上拉出，因摩擦力的存在，反应过程中产生的气体不容易使
活塞向上运动)。
(3)待反应停止后，打开输液管夹，将注射器中的溶液全部排入烧杯中(气体不要排出)，然后将输液管下端移出液面，吸入约2倍NO体积的空气。
实验现象
铜与稀硝酸反应较慢，铜片周围产生小气泡，有无色气体生成，溶液逐渐变为蓝色：当注射器中溶液排入烧杯时，有蓝色沉淀生成：注射器吸入空气后，无色气体变为红棕色。
实验评价
本实验反应在缺氧条件下进行，能观察到NO的“庐山真面目”——无色气体：实验中没有向空气中排放有毒气体，避免了空气受到污染：器材简单、操作方便、现象明显。
方案三
实验步骤及现象
(1)按图所示连接装置图，检查气密性后在干燥管加入铜片，在烧杯中加入适量预热的稀硝酸。
(2)打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察到干燥管内铜片溶解，且表面有气泡产生，溶液上方气体为无色，溶液变成蓝色，液面下降。
(3)反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内的气体(事先已将注射器内原有的空气推出)，关闭止水夹后取下
注射器，并抽取一定的空气，可观察到有红棕色气体生成。
实验评价
此实验设计简单可行，操作方便、现象明显，不仅能清晰地观察到无色的NO，还能观察到NO气体容易被氧化成红棕色的NO2的过程，而且可以重复使用。