铜与稀硝酸的实验论文

教师教育课程

《中学化学实验设计与案例分析》

结 题 论 文

实验研究课题名称：铜与稀硝酸反应的实验探究 实验研究负责人 ： 赵天宇 何慧军 所 在 班 级 ： 09 化乙 指 导 教 师 ： 李 平

2012年12月

铜与稀硝酸的反应实验

【摘要】：铜与稀硝酸反应演示实验是中学化学教学的重点演示实验之一,

该实验使用一次性医用注射器作为反应器使铜与稀硝酸反应在其中(无空气干扰的环境里)进行,避免了气体产物和空气的直接接触,便于及时观察到较纯的NO2、NO气体的颜色，使实验现象更明显，操作更简便，实验向微观、绿色环保型方向发展。

【关键词】：浓硝酸; 稀硝酸; 一次性医用注射器; 橡胶塞; 二氧化氮;

反应实验; 一氧化氮; 气体; 无色; 红棕色

Copper and dilute nitric acid reaction experiment

Abstract: Copper and dilute nitric acid reaction experiment is the middle

school chemistry teaching is one of the key demonstration experiment, the experimental use of disposable medical syringe as a reactor that reaction between copper and dilute nitric acid ( in which no air interference environment), avoiding the gas products

and air direct contact, facilitate the timely observation to a pure NO2, NO gas color, make the experimental phenomenon more obvious, more simple operation, experiment to microcosmic, green environmental protection development direction.

Key words:Concentrated nitric acid; dilute nitric acid; disposable medical

syringe; rubber plug; nitrogen dioxide ; reaction experiment; nitric oxide ; gas; achromatic; red brown.

目 录

1引言……………………………………………………………………………………………………………………………………….1

1.1选题背景…………………………………………………………………………………………………………………………..1

1.2选题意义…………………………………………………………………………………………………………………………..1

1.3 已有相关成果…………………………………………………………………………………………………………………..1

2 实验部分………………………………………………………………………………………………………………1

2.1实验目的…………………………………………………………………………………………………………………………1

2.2实验原理…………………………………………………………………………………………………………………………1

2.3实验用品…………………………………………………………………………………………………………………………2

2.4实验装置图……………………………………………………………………………………………………………………..2

2.5实验步骤及现象……………………………………………………………………………………………………………..3

3 实验数据………………………………………………………………………………………………………………..4

4 实验过程中遇到的问题及解决办法……………………………………………………………………………………..5

4.1主要问题……………………………………………………………………………………………………………………….5

4.2解决办法……………………………………………………………………………………………………………………….5

5 参考文献…………………………………………………………………………………………………………………………………5

1.引言：

1.1选题背景：在人教版普通高中课程标准实验教科书中稀硝酸和铜

的反应并没有设计实验。由于它在元素化合物、氧化还原反应等知识体系中的地位,以及实验现象和环境污染方面出现的问题,加之学生在初中阶段只是粗略地知道金属与硝酸反应不能得到氢气,对硝酸的强氧化性缺乏更直观的认识,所以在此大有必要设计一个演示实验，并且实现绿色化设计，使化学实验教学实现绿色化思想。

1.2选题意义：改进已有实验，使实验现象更明显，操作更简便，实

现了实验向微观、绿色环保型发展的目标。有助于培养学生的创新能力和实验探究能力。

1.3 已有相关成果：铜与稀硝酸在试管中反应（存在问题：装置中

空气的排净、环境污染等）；铜与稀硝酸在注射器中反应（解决了空气排出的问题和环境污染，但反应在常温下缓慢需要水浴。

2.实验部分：

2.1 实验目的：

在中学化学实验中， 铜与稀硝酸的反应在室温条件下现象不是很明显，且易造成污染，所以对该实验进行了重新设计。

2.2 实验原理：

3Cu+8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===NO+2HNO3

1 2.3 实验用品：

仪器：一次性医用注射器（2.5ml）、烧杯若干、胶头滴管、 5ml量筒一个，橡皮塞一个

试剂：硝酸溶液（浓硝酸与水的体积配比为1:1.2）、铜丝若干、

氢氧化钠溶液

2.4实验装置图：

2.5实验步骤与现象：

（1）先取下注射器后面的活塞，在注射器内放入一小团铜丝，塞

上活塞后，吸入适量的（大约1—2毫升）水，倒置注射器，排出内部空气，并将蒸馏水排净。

（2） 配制浓硝酸和水的体积比为1:1.2的硝酸溶液。

（3）将已排净空气的注射器侵入配制好的硝酸溶液中，吸入1.0ml

溶液。（此时要缓慢，若不慎有少许气泡，可倒置注射器并挤压活塞将气泡排出），然后将针头迅速地插入到橡皮塞上，观察现象。反应开始生成的气体被富集在筒内为无色，溶液也逐渐变为蓝色。

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（4）当注射器中产生一半左右气体后，取下橡皮塞，推动活塞，

将液体排入盛有NaOH溶液的烧杯中，观察此时注射器中气体的颜色。（无色）

（5）抽动活塞，吸入空气，在观察现象此时气体颜色。（红棕色）

（6）最后，注射器中的气体排到NaOH溶液中，尾气吸收。

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3.实验数据：

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4.实验过程中遇到的问题及解决办法：

4.1主要问题：①Cu与稀硝酸在试管中反应，由于空气存在现象是

生成红棕色气体，影响了实验现象的观察，且易造成环境污染。

②硝酸的配制：找到一个合适的硝酸浓度来使此反应

速率较快且生成无色的NO。

4.2解决办法：①使用一次性医用注射器，避免了外界空气干扰和环

境污染，实现实验的绿色化。 ②采用浓HNO3:水=1:1.2并用铜丝。

5．参考文献：

【1】 王涛;硝酸与铜反应演示实验的改进[J];新课程学习(中);2011年06期 【2】 湖北襄樊市一中 李超;铜与稀硝酸演示实验的改进[N];学知报;2010年 【3】 张玉贞;李先栓;铜与硝酸反应的绿色化设计[J];当代化工;2011年08期 【4】 辛路；化学创新教育与绿色化学实验的研究与应用[N]. 学知报.

2011-08-29 (I07)

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