稀硝酸与铜反应的改进

杨勇

(南京市宁海中学江苏南京210024)

稀硝酸与铜反应的改进

杨勇

(南京市宁海中学江苏南京210024)

摘要：稀硝酸与铜的反应说明了稀硝酸的强氧化性,常规实验存在观察不清,尾气处理不到位的问题,利用U形管可以解决上述问题,同时让学生体会到工业制硝酸的过程。

关键词：稀硝酸；U形管

稀硝酸与铜反应是说明稀硝酸具有强氧化性的重要实验。常规实验是在试管中加入稀硝酸和铜片,微热后观察现象,说明硝酸具有强氧化性,并产生了无色的NO。但实际这个实验不能让人信服产生的到底是NO还是NO2,同时没有对尾气进行处理,会带来污染和对实验者的伤害。实际上可以用简单实验装置实现实验目的,避免污染,培养学生绿色化学的理念以及提高学生思维能力。

一、实验目的

1.了解稀硝酸的强氧化性；

2.练习U形管,培养创新精神；

3.学习有害尾气处理方案,培养环保意识,提高学生思维能力。

二、反应原理

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

三、仪器药品

3.5mol/L HNO3溶液、螺旋形铜丝、橡皮塞、U形管、酒精灯、火柴

四、实验装置

五、实验步骤

1.配好3.5mol/L HNO3溶液。

2.将螺旋形铜丝如实验装置图所示插入橡皮塞1上,使螺旋形铜丝露出约2cm左右。

3.打开U形管上橡皮塞1和2,注入稀硝酸约使U形管上空部分长度约为5cm(上图)。

4.塞上橡皮塞1和2,平放U形管将橡皮塞1侧内空气排尽,打开橡皮塞2。

5.试管夹夹住U形管无橡皮塞一侧,微热,引发铜丝和稀硝酸反应后停止加热,当铜丝和稀硝酸脱离后反应自动停止,观察橡皮塞1下方产生的气体颜色。

6.冷却后,塞上橡皮塞2,将橡皮塞1侧的气体排入橡皮塞2侧与空气混合,观察气体颜色的变化,然后小心打开橡皮塞1,观察无橡皮塞侧的液面变化。

六、实验总结

本实验所用仪器药品量少,简单易准备。并且经过改进后,可以清楚观察到稀硝酸与铜反应生成无色的NO,同时可以实现在封闭的环境中对NO有毒气体的尾气处理,学生在实验过程中可以看到无色气体变为红棕色(2NO+O2=2NO2),然后褪色的过程(4NO2+O2+2H2O= 4HNO3),能培养学生的环保意识和化学经济意识,这样做既节省原料,又不会污染环境,该过程正是工业制取硝酸的原理。

文章编号：1008-0546(2010)11-0076-01中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2010.11.042