銅與硝酸反應實驗的微型化改進

周兆勇

一、教材中銅與硝酸的反應裝置和優缺點

實驗1教材實驗裝置如圖1所示，在具支試管的底部放銅片，借助于分液漏斗向試管中加2 mL的濃硝酸，收集氣體采用的是排水集氣法，引導學生對實驗現象進行觀察。

實驗2仍用圖1所示的裝置，借助于分液漏斗向試管中加5 mL H2O用來稀釋HNO3，繼續采用排水集氣法收集氣體，引導學生對實驗現象進行觀察。

圖1實驗優點：借助于同一個實驗裝置完成了Cu與濃、稀HNO3的反應，節約了藥品，同時也便于操作，實驗教學時間縮短。

不足之處：

(1)實驗采用的排水集氣法,NO2氣體收集效率低。

(2)反應結束后,在裝置內還存在多余的氣體，只要取下橡皮塞,NO2氣體會立刻外溢，造成對教室環境的污染。

(3)從實驗裝置來看，銅片浸于濃硝酸中，所以反應快慢無法控制，產生的氣體量通常較大,造成藥品的浪費,與綠色實驗理念背離。

（4）借助于圖1的實驗裝置，最后說Cu與稀HNO3反應生成的氣體是NO，這個結論有點牽強。問題在于最后借助于排水集氣法得到的NO氣體是怎么來的呢？學生會認為存在著2種可能性：其一，先前Cu與濃HNO3反應后，在裝置中有NO2氣體未能完全排盡與后來所加的H2O發生反應生成NO；其二是Cu與加H2O稀釋后稀硝酸反應生成了NO，而直接解釋為后種結論說服力不強。

二、濃硝酸、稀硝酸跟銅反應的微型化設計

1.實驗裝置

裝置如圖2所示。

圖22．實驗內容

將2片銅片分別置于U形管和具支試管內，向U形管內加入水直到彎管部分被完全浸沒形成液封，接著用套有乳膠管的尖嘴管將U形管的細管口塞住?！?br>