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(ài)。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(wèn)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(ài)。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?jī)?nèi)慢慢注入空氣，可看到小氣球鼓起來(lái)。

（3）用注射器1向燒瓶?jī)?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(kāi)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(kāi)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?jī)?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(wú)色氣體使之接觸少量空氣即可觀察到無(wú)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(guò)程基本封閉，產(chǎn)物無(wú)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(jué)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