銅與濃、稀硝酸反應微型實驗的改進

葉啟鳳　衷明華

【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）13-0-01

一、實驗原理

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3NO2+H2O=2HNO3+NO↑

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2

二、實驗改進

1.實驗用品

微型實驗儀器：5ml注射器、具支試管、直角形通氣管、橡膠管各兩支，固定夾、燒杯各一個、橡膠塞3個。

試劑及用品：濃硝酸、蒸餾水、銅片、氫氧化鈉溶液。

2.實驗裝置

改進后的實驗裝置如附圖所示。

3.實驗步驟

（1）檢查裝置氣密性。

（2）向1號具支試管中裝入一小片銅片，用套有膠塞的5ml注射器吸取一定量的濃硝酸，將膠塞塞緊到1號具支試管中，在2號具支試管（長9.5cm，直徑1cm）注入離管底約4.6cm的蒸餾水，同時用橡膠管把1號具支試管和a號直角形通氣管連接，將直角形通氣管的另一端塞入膠塞，將膠塞塞緊到2號具支試管中，并用橡膠管把2號具支試管和b號直角形通氣管連接，將b號直角形通氣管另一端插入裝有一定量氫氧化鈉溶液的燒杯中，作尾氣處理裝置。

（3）緩慢擠壓裝有濃硝酸的注射器，使銅片與濃硝酸發生反應，可觀察到2號具支試管中有氣泡產生，燒杯中也有氣泡產生，且a號直角形通氣管的氣體顏色由紅棕色慢慢變淺，直至無色，且燒杯中沒有氣泡產生，表明生成的二氧化氮已與水充分反應，且未反應的二氧化氮已被氫氧化鈉溶液吸收。

（4）拔去a號直角形通氣管與套在其上的膠塞，用固定夾夾住F點，往2號具支試管中加入一小塊銅片，可看到銅片慢慢溶解，并立即用套有膠塞的5ml注射器吸取少量的空氣，將膠塞塞緊到2號具支試管中，緩慢擠壓注射器，觀察現象。

4.實驗現象

擠壓裝有濃硝酸的注射器時，可看到1號具支試管中的銅片劇烈反應，溶液由無色變成藍綠色，產生紅棕色氣體，2號具支試管和燒杯中都有氣泡產生，加入銅片時，馬上會看到銅片慢慢溶解，緩慢擠壓吸取少量空氣的注射器時，2號具支試管有明顯的紅棕色氣體產生。

三、實驗改進后的優點

1.在同一個裝置中可做兩次實驗，且實驗結果互不干擾，準確性高。

2.改用微型實驗裝置，藥品用量少，有尾氣處理裝置，綠色環保、操作簡單、安全，學生可操作可能性高。

3.滴加濃硝酸時，用注射器可隨時控制反應速率及反應的量。

4.利用此裝置，二氧化氮與水生成稀硝酸，二氧化氮得到充分循環，體現了環保、節能理念。

5.用注射器注入空氣，在微小空間內，可清楚看到實驗現象，方便。

6.在2號具支試管（長9.5cm，直徑1cm）注入離管底約4.6cm蒸餾水時，可看到明顯的紅棕色氣體產生，若注入約2.5cm或6.0cm蒸餾水時，都對實驗現象觀察不利，應控制蒸餾水的量，體現了適量原則。