銅與濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

李風(fēng)云

摘 要：關(guān)于金屬與濃、稀硝酸反應(yīng)的考查備受出題者偏愛。然而由于氮氧化物有毒，嚴(yán)重影響人體健康，現(xiàn)行人教版必修一課本上已取消了原有的演示實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)這方面知識(shí)缺乏直觀的感性認(rèn)識(shí)。結(jié)合教學(xué)實(shí)際對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，取得了很好的實(shí)驗(yàn)效果。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；改進(jìn)操作；改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)

一、問題的提出

氮及其化合物的性質(zhì)在非金屬元素化合物中占有重要地位，關(guān)于金屬與濃、稀硝酸反應(yīng)的考查也備受出題者偏愛。然而由于氮氧化物有毒，嚴(yán)重影響人體健康，現(xiàn)行人教版必修一課本上已取消了原有的演示實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)這方面知識(shí)缺乏直觀的感性認(rèn)識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.改進(jìn)目的

演示銅與濃硝酸產(chǎn)生硝酸銅和二氧化氮，同時(shí)驗(yàn)證二氧化氮與水反應(yīng)產(chǎn)生了一氧化氮，而一氧化氮遇到氧氣會(huì)生成二氧化氮。

2.實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

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

3.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

（1）組裝儀器（事先將銅片調(diào)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(nèi)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(nèi)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(yīng)，溶液顏色為藍(lán)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(dāng)整個(gè)燒瓶充滿二氧化氮?dú)怏w時(shí)，將銅絲向上抽離硝酸溶液，關(guān)閉1號(hào)止水夾，緩緩倒置燒瓶，如圖二所示。

打開2號(hào)止水夾立即形成噴泉。（為防止倒置后銅絲與殘留硝酸繼續(xù)反應(yīng)而使瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，銅絲上套一截絕緣導(dǎo)線皮）

（5）待噴泉結(jié)束后，正置三頸燒瓶，用2號(hào)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(hào)注射器。

（6）尾氣處理：將2號(hào)注射器中的氣體緩緩?fù)迫胙b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(lán)色溶液或藍(lán)色沉淀。

三、改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.操作輕松快捷，現(xiàn)象很明顯；課堂耗時(shí)短，非常適合演示實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)過程基本封閉，產(chǎn)物無污染，且有效地將三個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的趣味性，加深了學(xué)生對(duì)噴泉原理的認(rèn)識(shí)；氣體和溶液的顏色變化增強(qiáng)了視覺效果，能很好地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

參考文獻(xiàn)：

趙興功.銅與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2014（14）.

編輯 王夢(mèng)玉