銅和硝酸銀溶液反應(yīng)的實驗再改進

姜跟華

摘要：在對目前已有銅與硝酸銀溶液反應(yīng)的改進方案進行分析、實踐的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)硝酸銀溶液濃度大于10%即可觀察到溶液顏色變化。

關(guān)鍵詞：銅；硝酸銀；實驗改進

文章編號：1008-0546（2018）11-0096-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2018.11.032

一、問題的提出

人教版九年級化學(xué)下冊第11頁“探究”中提出：“把一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中，過一會兒取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生？”看似十拿九穩(wěn)的探究實驗，卻在實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：銅絲表面會發(fā)黑，或出現(xiàn)灰色物質(zhì)，很難看到銀白色物質(zhì)出現(xiàn)，同時也很難在短時間內(nèi)觀察到溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。這種“異常”現(xiàn)象無疑會影響課堂教學(xué)，為此筆者對該實驗進行了研究，取得了較好的實驗效果。

二、實驗研究

1.研究現(xiàn)狀

筆者對該實驗已有的改進方案進行了仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)大致分為以下三類：

（1）“加酸法”。田博文和劉懷樂提出，可在硝酸銀溶液中加入少量硫酸，可以在2—3min內(nèi)觀察到雪白的蒲公英花。

（2）“加熱法”。朱紅等提出可將2%—3.4%的硝酸銀溶液放在溫水中加熱，然后插入銅絲，約8—10min后可觀察到銀白色銀。李建生提出在0.125mol/L的硝酸銀溶液中滴入1滴稀硫酸，并將混合溶液加熱到96℃，插入打磨后的銅絲，1—1.5min后可看到耀眼閃光的白色晶體狀銀。

（3）“濃溶液法”。戚萬友提出，在滴加稀硝酸的同時，實驗要用現(xiàn)配的濃硝酸銀溶液，20s就看到灰白色的海綿狀銀，1.5—2min可觀察到溶液為藍(lán)色；曾華等則直接用飽和硝酸銀溶液，5s就能觀察到銅絲表面有銀白色銀出現(xiàn)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。

在對上述改進方法進行實際操作和研究后發(fā)現(xiàn)，“加酸法”和“加熱法”都有利于銀白色銀的觀察，但發(fā)現(xiàn)它們都不能在短時間（例如3分鐘）內(nèi)觀察到溶液顏色的變化。出人意料的是“濃溶液法”表現(xiàn)非常強勁，實驗現(xiàn)象非常明顯，時間還短。然而對于銅與硝酸銀溶液反應(yīng)的實驗改進，價格低廉應(yīng)該也是我們追求的目標(biāo)。

2.實驗探究

（1）取銅絲繞成螺旋狀，然后用稀鹽酸處理，用水洗凈，備用。

（2）配制不同濃度的硝酸銀溶液，分別插入銅絲。

（3）觀察實驗現(xiàn)象（以3分鐘為限）。現(xiàn)象如表1所示。

3.實驗結(jié)論

（1）硝酸銀溶液濃度越稀，銅絲表面越易出現(xiàn)黑色。

（2）硝酸銀溶液濃度越濃，銅絲與它反應(yīng)現(xiàn)象越明顯。

三、教學(xué)建議

1.將銅絲繞成螺旋狀（越緊密越好），用稀酸處理，洗凈。加入的硝酸銀溶液剛好淹沒螺旋狀部分即可。

2.在教學(xué)過程中，如果將該實驗作為演示實驗，建議硝酸銀溶液的濃度為40%左右（越濃越好）。如果將該實驗作為學(xué)生實驗，則建議硝酸銀溶液的濃度為10%左右。

3. 在觀察實驗現(xiàn)象的過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意溶液顏色是從溶液表面往下逐漸變藍(lán)的，說明生成的硝酸銅溶液密度小于硝酸銀溶液的密度。同時教師應(yīng)利用銅與硝酸銀反應(yīng)的化學(xué)方程式，進一步闡述密度變小的原因，銅變?yōu)殂y，相對質(zhì)量由63.5變?yōu)?16，固體質(zhì)量增加，溶液由硝酸銀變?yōu)橄跛徙~，相對質(zhì)量由340變?yōu)?87.5，溶液質(zhì)量減輕。這樣理論分析與實驗現(xiàn)象相吻合，可以切實培養(yǎng)學(xué)生立足實驗、探究新知的意識。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李建生.銅跟硝酸銀溶液置換反應(yīng)實驗及機理分析[J]. 教育與裝備研究，2004（2）：16-17

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[5] 曾華，唐元會.“銅絲浸入硝酸銀溶液”實驗改進[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016（1）：62