銅與濃硝酸反應的實驗改進

李風云

摘 要：關于金屬與濃、稀硝酸反應的考查備受出題者偏愛。然而由于氮氧化物有毒，嚴重影響人體健康，現行人教版必修一課本上已取消了原有的演示實驗，使得學生對這方面知識缺乏直觀的感性認識。結合教學實際對此實驗進行了改進，取得了很好的實驗效果。

關鍵詞：實驗改進；改進操作；改進優點

一、問題的提出

氮及其化合物的性質在非金屬元素化合物中占有重要地位，關于金屬與濃、稀硝酸反應的考查也備受出題者偏愛。然而由于氮氧化物有毒，嚴重影響人體健康，現行人教版必修一課本上已取消了原有的演示實驗，使得學生對這方面知識缺乏直觀的感性認識。

二、實驗的改進

1.改進目的

演示銅與濃硝酸產生硝酸銅和二氧化氮，同時驗證二氧化氮與水反應產生了一氧化氮，而一氧化氮遇到氧氣會生成二氧化氮。

2.實驗儀器及藥品

鐵架臺（帶大、小兩個鐵圈），三頸燒瓶，單孔橡膠塞，導管及橡膠管若干，小氣球1個，燒杯2個，止水夾2個，注射器針筒3個，濃硝酸，銅絲，銅片，NaOH溶液。

3.改進后實驗操作和現象

（1）組裝儀器（事先將銅片調整到合適的位置），如圖一所示。

（2）檢查裝置氣密性：用注射器針筒向三頸燒瓶內慢慢注入空氣，可看到小氣球鼓起來。

（3）用注射器1向燒瓶內注入6～8 ml濃硝酸，立即換上空的注射器2。銅片與濃硝酸立即開始反應，溶液顏色為藍綠色，紅棕色氣體由下而上充滿燒瓶，空氣被排到小氣球中。

（4）當整個燒瓶充滿二氧化氮氣體時，將銅絲向上抽離硝酸溶液，關閉1號止水夾，緩緩倒置燒瓶，如圖二所示。

打開2號止水夾立即形成噴泉。（為防止倒置后銅絲與殘留硝酸繼續反應而使瓶內壓強增大，銅絲上套一截絕緣導線皮）

（5）待噴泉結束后，正置三頸燒瓶，用2號注射器抽出少量無色氣體使之接觸少量空氣即可觀察到無色氣體又變成紅棕色。抽出氣體后立即換上裝有NaOH溶液的3號注射器。

（6）尾氣處理：將2號注射器中的氣體緩緩推入裝有少量NaOH溶液的小燒杯中；向三頸燒瓶中注入NaOH溶液，最后得到藍色溶液或藍色沉淀。

三、改進后的優點

1.操作輕松快捷，現象很明顯；課堂耗時短，非常適合演示實驗。

2.實驗過程基本封閉，產物無污染，且有效地將三個實驗整合為一體，避免了有毒氣體的多次排放。

3.噴泉的形成增加了實驗的趣味性，加深了學生對噴泉原理的認識；氣體和溶液的顏色變化增強了視覺效果，能很好地提高學生的實驗興趣。

參考文獻：

趙興功.銅與濃硝酸反應實驗的創新設計[J].中學化學教學參考，2014（14）.

編輯 王夢玉