銅與濃稀硝酸反應(yīng)實驗的微型化改進

黃雪潔 林文俊 衷明華

(韓山師范學(xué)院，廣東潮州 521041)

“銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實驗”位于人教版高中化學(xué)必修一第四章《非金屬及其化合物》。在中學(xué)化學(xué)中，硝酸、一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)是通過幾個獨立的實驗分別研究的，在實驗過程中，會多次對環(huán)境造成污染，也會對實驗人員觀察者造成傷害，同時也無法演示NO轉(zhuǎn)化為NO2的過程。分開做實驗也容易造成藥品浪費。

因此，針對以上問題，本研究采用簡單的實驗器材和簡單的實驗裝置對它們的性質(zhì)進行研究，使實驗更簡便、環(huán)保、易觀察。

一、實驗原理

銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，溶于H2O中生成稀硝酸，稀硝酸與銅反應(yīng)后生成無色NO氣體，經(jīng)過空氣氧化后變成紅棕色NO2氣體，其反應(yīng)原理如下:

二、實驗儀器與藥品

實驗儀器:微型操作臺一套、注射器、V型側(cè)泡反應(yīng)管、小燒杯、導(dǎo)管、橡膠塞。

實驗藥品:銅片、濃硝酸、蒸餾水。

三、實驗裝置(略去微型操作臺裝置部分)

圖 實驗裝置

四、實驗步驟

1、安裝實驗儀器并且檢查裝置氣密性

用微型操作臺固定好儀器后，用導(dǎo)管連接好注射器以及玻璃管后檢查裝置氣密性。在V型側(cè)泡反應(yīng)管中加入蒸餾水，A處用止水夾夾緊，拉動注射器，能看到V型側(cè)泡反應(yīng)管中V型的水位隨著注射器的拉動而產(chǎn)生左右液面高度差，說明裝置氣密性良好。

2、添加藥品

在注射器中加入三分之一的濃硝酸;在V型底部加入四五片1cm2左右的銅片;在V型側(cè)泡反應(yīng)管的第二個側(cè)泡中加入三、四片1cm2左右的銅片以及少量的蒸餾水(剛好與左右平行);在小燒杯中裝入三分之二的蒸餾水。

3、開始實驗

慢慢推動注射器，將濃硝酸擠入V型側(cè)泡反應(yīng)管，與銅片接觸后劇烈反應(yīng)，溶液由無色變?yōu)樗{色并且有大量紅棕色氣體產(chǎn)生。氣體與第二個側(cè)泡中的水與銅片接觸后，反應(yīng)液由無色變?yōu)榈{色，且銅片表面有氣泡產(chǎn)生。小燒杯中有少量氣泡產(chǎn)生，說明反應(yīng)有尾氣殘留。

4、結(jié)束實驗

除去操作臺，將儀器移至水龍頭底下沖洗，清理殘留的反應(yīng)物以及生成物。

五、改進實驗的優(yōu)點

1、巧妙地將銅與濃硝酸的反應(yīng)實驗放在同一個儀器上，所需儀器少，既方便實驗的操作，又有利于實驗想象的觀察;加強學(xué)生對不同濃度的硝酸氧化性不同的理解，同時增強學(xué)生的環(huán)保學(xué)生的環(huán)保意識，實現(xiàn)了本節(jié)實驗課要求達到的目的。

2、實驗過程用注射器注射濃硝酸，能隨時控制反應(yīng)速率，減少藥品的用量，并且該實驗適合學(xué)生在課堂上進行操作，不浪費資源。

3、用蒸餾水進行尾氣處理，可防止污染環(huán)境，影響師生身體健康。

［1］普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)必修1(人民教育出版社).