銅與濃、稀硝酸反應實驗的微型化改進

施秀杰　馬學敏　衷明華

一、改進目的

銅與濃、稀硝酸反應演示實驗是人教版高中化學必修1的重點演示實驗之一，能否做好該實驗直接影響到學生對硝酸強氧化性的理解和把握，從而影響對金屬與濃、稀硝酸反應特點的總結。

在常規實驗過程中，我認為存在以下幾點不足：

（1）由于銅與濃硝酸的反應程度比較劇烈，產生的有毒氣體NO2容易逸散到空氣中，造成嚴重的環境污染，危害師生身體健康，不利于課堂教學。

（2）由于不能排盡試管內的空氣，銅與稀硝酸反應生成的無色NO氣體極易被試管中的空氣氧化成紅棕色NO2氣體，從而影響學生對NO顏色的觀察，同時也無法演示NO轉化為NO2的過程。

（3）分別使用濃、稀硝酸溶液，沒有將濃硝酸轉化為稀硝酸重復利用，造成不必要的藥品浪費。

本研究通過對銅與濃、稀硝酸的反應進行微型實驗改進，使實驗更簡便、更完整、更環保。

二、實驗設計

1.實驗原理

銅與濃硝酸反應生成NO2氣體，溶于蒸餾水中生成稀硝酸，稀硝酸再與銅反應生成無色NO氣體，NO與空氣中的氧氣反應生成紅棕色NO2氣體，其反應原理如下：

三、實驗步驟及實驗現象

（1）組裝實驗儀器并檢查實驗儀器的氣密性：如圖1所示組裝實驗儀器，在具支U形管中加入適量的蒸餾水，打開止水夾，拉動注射器，觀察U形管水位的高度變化情況。若U形管中的水位會隨著注射器的拉動而產生左右液面高度差，則表示裝置氣密性良好。

（2）添加藥品：在小試管和具支U形管中加入等質量的銅片；在具支U形管中加入適量蒸餾水（水位不可過高）；在具支U形管左側膠塞上開一個小孔，將注射器插入小孔中（注射器已排盡針筒內空氣）；在小燒杯中加入稀NaOH溶液，用于尾氣吸收。

（3）開始實驗：夾緊止水夾，往小試管中滴入適量的濃硝酸溶液，與小試管中的銅片劇烈反應，反應液由無色變為藍綠色并產生大量紅棕色氣體，U形管外壁發燙，此時，U形管中的水位呈現左高右低。隨著氣體溶于蒸餾水，U形管中的溶液逐漸由無色變為淡藍色，且銅片表面有氣泡產生。反應前將注射器的活塞向上抽，將U形管左側的空氣抽走，反應一段時間后，將注射器的活塞往下壓，把空氣擠入U形管左側，觀察到具支U形管左端的氣體由無色變為紅棕色。

（4）結束實驗：打開止水夾，讓反應殘留的NO2氣體通入NaOH溶液中；將注射器的活塞往上拉，抽走U形管中的NO2氣體，并通入NaOH溶液中，進行尾氣吸收。

四、改進實驗的優點

（1）利用微型實驗可以在很大程度上提高實驗的安全性和環保性，節省藥品和時間，減少不必要的藥品浪費。同時，本實驗裝置所需儀器少，操作簡單，有利于學生在課堂內外開展實驗。

（2）實驗中前一個反應的產物是后一個反應的反應物，這樣能充分利用資源；在短時間內完成各項反應，使得銅與濃、稀硝酸反應一體化，同時能將銅與濃、稀硝酸反應的現象直觀地展示出來，更有利于學生去理解硝酸濃度不同則氧化性不同。

（3）用氫氧化鈉稀溶液來處理尾氣，將NO和NO2有毒氣體完全吸收，可防止環境污染，不會危害師生的身體健康。

（責任編輯羅艷）endprint

一、改進目的

銅與濃、稀硝酸反應演示實驗是人教版高中化學必修1的重點演示實驗之一，能否做好該實驗直接影響到學生對硝酸強氧化性的理解和把握，從而影響對金屬與濃、稀硝酸反應特點的總結。

在常規實驗過程中，我認為存在以下幾點不足：

（1）由于銅與濃硝酸的反應程度比較劇烈，產生的有毒氣體NO2容易逸散到空氣中，造成嚴重的環境污染，危害師生身體健康，不利于課堂教學。

（2）由于不能排盡試管內的空氣，銅與稀硝酸反應生成的無色NO氣體極易被試管中的空氣氧化成紅棕色NO2氣體，從而影響學生對NO顏色的觀察，同時也無法演示NO轉化為NO2的過程。

（3）分別使用濃、稀硝酸溶液，沒有將濃硝酸轉化為稀硝酸重復利用，造成不必要的藥品浪費。

本研究通過對銅與濃、稀硝酸的反應進行微型實驗改進，使實驗更簡便、更完整、更環保。

二、實驗設計

1.實驗原理

銅與濃硝酸反應生成NO2氣體，溶于蒸餾水中生成稀硝酸，稀硝酸再與銅反應生成無色NO氣體，NO與空氣中的氧氣反應生成紅棕色NO2氣體，其反應原理如下：

三、實驗步驟及實驗現象

（1）組裝實驗儀器并檢查實驗儀器的氣密性：如圖1所示組裝實驗儀器，在具支U形管中加入適量的蒸餾水，打開止水夾，拉動注射器，觀察U形管水位的高度變化情況。若U形管中的水位會隨著注射器的拉動而產生左右液面高度差，則表示裝置氣密性良好。

（2）添加藥品：在小試管和具支U形管中加入等質量的銅片；在具支U形管中加入適量蒸餾水（水位不可過高）；在具支U形管左側膠塞上開一個小孔，將注射器插入小孔中（注射器已排盡針筒內空氣）；在小燒杯中加入稀NaOH溶液，用于尾氣吸收。

（3）開始實驗：夾緊止水夾，往小試管中滴入適量的濃硝酸溶液，與小試管中的銅片劇烈反應，反應液由無色變為藍綠色并產生大量紅棕色氣體，U形管外壁發燙，此時，U形管中的水位呈現左高右低。隨著氣體溶于蒸餾水，U形管中的溶液逐漸由無色變為淡藍色，且銅片表面有氣泡產生。反應前將注射器的活塞向上抽，將U形管左側的空氣抽走，反應一段時間后，將注射器的活塞往下壓，把空氣擠入U形管左側，觀察到具支U形管左端的氣體由無色變為紅棕色。

（4）結束實驗：打開止水夾，讓反應殘留的NO2氣體通入NaOH溶液中；將注射器的活塞往上拉，抽走U形管中的NO2氣體，并通入NaOH溶液中，進行尾氣吸收。

四、改進實驗的優點

（1）利用微型實驗可以在很大程度上提高實驗的安全性和環保性，節省藥品和時間，減少不必要的藥品浪費。同時，本實驗裝置所需儀器少，操作簡單，有利于學生在課堂內外開展實驗。

（2）實驗中前一個反應的產物是后一個反應的反應物，這樣能充分利用資源；在短時間內完成各項反應，使得銅與濃、稀硝酸反應一體化，同時能將銅與濃、稀硝酸反應的現象直觀地展示出來，更有利于學生去理解硝酸濃度不同則氧化性不同。

（3）用氫氧化鈉稀溶液來處理尾氣，將NO和NO2有毒氣體完全吸收，可防止環境污染，不會危害師生的身體健康。

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一、改進目的

銅與濃、稀硝酸反應演示實驗是人教版高中化學必修1的重點演示實驗之一，能否做好該實驗直接影響到學生對硝酸強氧化性的理解和把握，從而影響對金屬與濃、稀硝酸反應特點的總結。

在常規實驗過程中，我認為存在以下幾點不足：

（1）由于銅與濃硝酸的反應程度比較劇烈，產生的有毒氣體NO2容易逸散到空氣中，造成嚴重的環境污染，危害師生身體健康，不利于課堂教學。

（2）由于不能排盡試管內的空氣，銅與稀硝酸反應生成的無色NO氣體極易被試管中的空氣氧化成紅棕色NO2氣體，從而影響學生對NO顏色的觀察，同時也無法演示NO轉化為NO2的過程。

（3）分別使用濃、稀硝酸溶液，沒有將濃硝酸轉化為稀硝酸重復利用，造成不必要的藥品浪費。

本研究通過對銅與濃、稀硝酸的反應進行微型實驗改進，使實驗更簡便、更完整、更環保。

二、實驗設計

1.實驗原理

銅與濃硝酸反應生成NO2氣體，溶于蒸餾水中生成稀硝酸，稀硝酸再與銅反應生成無色NO氣體，NO與空氣中的氧氣反應生成紅棕色NO2氣體，其反應原理如下：

三、實驗步驟及實驗現象

（1）組裝實驗儀器并檢查實驗儀器的氣密性：如圖1所示組裝實驗儀器，在具支U形管中加入適量的蒸餾水，打開止水夾，拉動注射器，觀察U形管水位的高度變化情況。若U形管中的水位會隨著注射器的拉動而產生左右液面高度差，則表示裝置氣密性良好。

（2）添加藥品：在小試管和具支U形管中加入等質量的銅片；在具支U形管中加入適量蒸餾水（水位不可過高）；在具支U形管左側膠塞上開一個小孔，將注射器插入小孔中（注射器已排盡針筒內空氣）；在小燒杯中加入稀NaOH溶液，用于尾氣吸收。

（3）開始實驗：夾緊止水夾，往小試管中滴入適量的濃硝酸溶液，與小試管中的銅片劇烈反應，反應液由無色變為藍綠色并產生大量紅棕色氣體，U形管外壁發燙，此時，U形管中的水位呈現左高右低。隨著氣體溶于蒸餾水，U形管中的溶液逐漸由無色變為淡藍色，且銅片表面有氣泡產生。反應前將注射器的活塞向上抽，將U形管左側的空氣抽走，反應一段時間后，將注射器的活塞往下壓，把空氣擠入U形管左側，觀察到具支U形管左端的氣體由無色變為紅棕色。

（4）結束實驗：打開止水夾，讓反應殘留的NO2氣體通入NaOH溶液中；將注射器的活塞往上拉，抽走U形管中的NO2氣體，并通入NaOH溶液中，進行尾氣吸收。

四、改進實驗的優點

（1）利用微型實驗可以在很大程度上提高實驗的安全性和環保性，節省藥品和時間，減少不必要的藥品浪費。同時，本實驗裝置所需儀器少，操作簡單，有利于學生在課堂內外開展實驗。

（2）實驗中前一個反應的產物是后一個反應的反應物，這樣能充分利用資源；在短時間內完成各項反應，使得銅與濃、稀硝酸反應一體化，同時能將銅與濃、稀硝酸反應的現象直觀地展示出來，更有利于學生去理解硝酸濃度不同則氧化性不同。

（3）用氫氧化鈉稀溶液來處理尾氣，將NO和NO2有毒氣體完全吸收，可防止環境污染，不會危害師生的身體健康。

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