铜与浓硝酸反应的实验改进

李风云

摘 要：关于金属与浓、稀硝酸反应的考查备受出题者偏爱。然而由于氮氧化物有毒，严重影响人体健康，现行人教版必修一课本上已取消了原有的演示实验，使得学生对这方面知识缺乏直观的感性认识。结合教学实际对此实验进行了改进，取得了很好的实验效果。

关键词：实验改进；改进操作；改进优点

一、问题的提出

氮及其化合物的性质在非金属元素化合物中占有重要地位，关于金属与浓、稀硝酸反应的考查也备受出题者偏爱。然而由于氮氧化物有毒，严重影响人体健康，现行人教版必修一课本上已取消了原有的演示实验，使得学生对这方面知识缺乏直观的感性认识。

二、实验的改进

1.改进目的

演示铜与浓硝酸产生硝酸铜和二氧化氮，同时验证二氧化氮与水反应产生了一氧化氮，而一氧化氮遇到氧气会生成二氧化氮。

2.实验仪器及药品

铁架台（带大、小两个铁圈），三颈烧瓶，单孔橡胶塞，导管及橡胶管若干，小气球1个，烧杯2个，止水夹2个，注射器针筒3个，浓硝酸，铜丝，铜片，NaOH溶液。

3.改进后实验操作和现象

（1）组装仪器（事先将铜片调整到合适的位置），如图一所示。

（2）检查装置气密性：用注射器针筒向三颈烧瓶内慢慢注入空气，可看到小气球鼓起来。

（3）用注射器1向烧瓶内注入6～8 ml浓硝酸，立即换上空的注射器2。铜片与浓硝酸立即开始反应，溶液颜色为蓝绿色，红棕色气体由下而上充满烧瓶，空气被排到小气球中。

（4）当整个烧瓶充满二氧化氮气体时，将铜丝向上抽离硝酸溶液，关闭1号止水夹，缓缓倒置烧瓶，如图二所示。

打开2号止水夹立即形成喷泉。（为防止倒置后铜丝与残留硝酸继续反应而使瓶内压强增大，铜丝上套一截绝缘导线皮）

（5）待喷泉结束后，正置三颈烧瓶，用2号注射器抽出少量无色气体使之接触少量空气即可观察到无色气体又变成红棕色。抽出气体后立即换上装有NaOH溶液的3号注射器。

（6）尾气处理：将2号注射器中的气体缓缓推入装有少量NaOH溶液的小烧杯中；向三颈烧瓶中注入NaOH溶液，最后得到蓝色溶液或蓝色沉淀。

三、改进后的优点

1.操作轻松快捷，现象很明显；课堂耗时短，非常适合演示实验。

2.实验过程基本封闭，产物无污染，且有效地将三个实验整合为一体，避免了有毒气体的多次排放。

3.喷泉的形成增加了实验的趣味性，加深了学生对喷泉原理的认识；气体和溶液的颜色变化增强了视觉效果，能很好地提高学生的實验兴趣。

参考文献：

赵兴功.铜与浓硝酸反应实验的创新设计[J].中学化学教学参考，2014（14）.

编辑 王梦玉