铜与浓、稀硝酸微型实验一体化改进装置

方洪妹　郝桂霞　衷明华

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）22-0-01

一、改进目的

铜与浓、稀硝酸反应是人教版高中化学必修1的重要知识点，也是高考的必考知识点，一般会出现在选择题中或者与选修二《化学与技术》相结合在选做题36题中进行考察，而且对学生来说硝酸的强氧化性较难以理解。因此，我觉得课本仅仅给出两道反应方程式是不全面的，应该通过直观的实验现象帮助学生更好地理解这一性质。笔者猜想了教编者不把这个实验编入教材的原因是：

（1）由于铜与浓硝酸的反应程度比较剧烈，产生的有毒气体NO2容易逸散到空气中，造成严重的环境污染，危害师生身体健康，不利于课堂教学。

（2）由于不能排尽试管内的空气，铜与稀硝酸反应生成的无色NO气体极易被试管中的空气氧化成红棕色NO2气体，从而影响学生对NO颜色的观察，同时也无法演示NO转化为NO2的过程。

（3）分别使用浓、稀硝酸溶液，没有将浓硝酸转化为稀硝酸重复利用，造成不必要的药品浪费。

基于以上猜想，笔者对此实验进行了改进，以消除以上顾虑，方便教师在课堂上进行演示。

二、实验仪器：

微型仪器一套、注射器一支、铜片、浓硝酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水。

三、改进实验装置

1.按实验装置图连接好实验仪器，并检验装置的气密性

2.铜与浓硝酸反应：将铜片放在具支管1中，用注射器1吸取适量浓硝酸，将注射器1的活塞推至底部，并将右端的支管口用止水夹夹住，此时铜丝与浓硝酸反应生成红棕色NO2气体，溶液刚开始呈绿色，渐渐地变为蓝色。这是因为生成的红棕色气体与生成的蓝色硫酸铜混合在一起导致的。随着NO2的减少，颜色逐渐恢复为硫酸铜的颜色。

3.铜与稀硝酸反应

具支管1中反应产生的NO2气体通入到具支管2的蒸馏水中，与蒸馏水反应生成稀硝酸，进而稀硝酸与铜反应产生无色NO气体，具支试管内呈无色。打开止水夹一段时间后，发现装有空气的注射器2由五色变为红棕色，说明有NO2产生

4.NO气体的性质检验：打开止水夹一段时间后，发现装有空气的注射器2由无色变为红棕色，说明有NO2产生。

5.尾气吸收：关闭止水夹，反应停止，将注射器中的废气全部通入氢氧化钠溶液中。振荡，使废气被充分吸收。

四、改进后的优、缺点

优点：

1.将铜与浓硝酸反应生成的NO2直接通入蒸馏水中，从而实现铜与浓、稀硝酸反应装置一体化，简化实验步骤，现象明显，激发学生的学习兴趣。

2.可通过控制注射器打入的浓硝酸的量来控制反应速率。

3.反应装置中，通过对比两具支试管内的气体颜色（前者为红棕色，后者为无色），可以区分浓稀硝酸与铜反应的气体产物。

4.注射器作为NO与空气的反应容器，可以检验生成的NO，又保证NO2气体不外漏，最后将废气通入NaOH溶液进行尾气吸收，保证实验绿色无污染。