1、 硝酸是氮的重要化合物,也是重要的化工原料,硝硝酸是氮的重要化合物,也是重要的化工原料,硝酸的性质贯穿了中学化学的始终,铜与硝酸的反应是酸的性质贯穿了中学化学的始终,铜与硝酸的反应是高中阶段很常见的反应,但在人教版必修高中阶段很常见的反应,但在人教版必修的的102页,页,仅给出了化学方程式,未进行演示实验,主要原因在仅给出了化学方程式,未进行演示实验,主要原因在于:铜与硝酸(尤其是浓硝酸)反应不易控制反应速于:铜与硝酸(尤其是浓硝酸)反应不易控制反应速率,造成药品浪费;反应产生大量有毒气体率,造成药品浪费;反应产生大量有毒气体NO和和NO2,会对环境造成污染;铜与稀硝酸反应生成的会对环境造成污
2、染;铜与稀硝酸反应生成的NO易被空易被空气氧化,不易观察其颜色,导致学生出现认知偏差。气氧化,不易观察其颜色,导致学生出现认知偏差。针对以上问题,我对铜与硝酸反应的实验装置进行改针对以上问题,我对铜与硝酸反应的实验装置进行改进,改进之后的装置更适合课堂教学,更易观察实验进,改进之后的装置更适合课堂教学,更易观察实验现象,同时也绿色环保。现象,同时也绿色环保。操作原理:倾斜“T”型管,控制铜丝与浓硝酸的反应;用四氯化碳隔离铜丝与稀硝酸,以控制反应的开始和停止;用液体将装置中的空气排出,便于观察现象。实验器材:实验器材:一支一支“T”“T”型三型三通管通管、三支注射器三支注射器、一根输一根输液管(
3、带调节器)液管(带调节器)、铁架台铁架台(带两个铁夹)(带两个铁夹)、橡胶塞橡胶塞;一根铜丝一根铜丝 (绕成螺旋状)(绕成螺旋状)、浓浓硝酸硝酸、蒸馏水、蒸馏水、四氯化碳四氯化碳、氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。在注射器中密封一定量的气体,关闭输液管上的控制器,推动活塞,片刻后松开,活塞仍能恢复到原来的位置,证明气密性良好。1 1、组装仪器并检查装置的气密性、组装仪器并检查装置的气密性2 2、铜与浓硝酸的反应铜与浓硝酸的反应(1)将装置固定在铁架台上,打开输液管上的控制器,倾斜“T”型管,在“T”型管中注入浓硝酸,并与铜丝发生反应。2 2、铜与浓硝酸的反应铜与浓硝酸的反应(3)在“T”型管中观察铜
4、与浓硝酸反应的现象(反应速率、溶液颜色、NO2气体的颜色。)(2)待收集3mLNO2后,旋转“T”型管,使铜丝与浓硝酸分离,反应停止。3 3、铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸的反应(1)用注射器在“T”型管中注入四氯化碳,并将铜丝完全覆盖。3、铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸的反应(2)在)在“T”型管中型管中注入蒸馏水,同时将注入蒸馏水,同时将“T”型管中的气体全型管中的气体全部排出,并用氢氧化部排出,并用氢氧化钠溶液吸收。钠溶液吸收。3 3、铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸的反应(3)关闭输液管上的控制器,旋转“T”型管,使铜丝与稀硝酸接触反应,并用注射器收集NO气体,观察反应现象(反应速率、溶液的颜色、N
5、O气体的颜色),并和铜与浓硝酸的反应进行对比。3 3、铜与稀硝酸的反应铜与稀硝酸的反应(4)旋转“T”型管,用四氯化碳隔离铜丝与稀硝酸,使反应停止,打开输液管上的控制器。取下收集有NO气体的注射器并用一支空注射器替换。拉动活塞吸入空气,观察气体颜色的变化。4 4、NONO与与OO2 2的反应的反应5 5、尾气处理尾气处理在收集有NO气体的注射器中吸入氢氧化钠溶液,振荡(或将气体缓缓推入氢氧化钠溶液中),使气体完全被吸收。6 6、处理废液,清洗装置并复原装置。、处理废液,清洗装置并复原装置。1、这套装置利用“T”型管的结构特点,用四氯化碳隔离铜丝,可随时控制反应的开始和停止,操作简单。2、该装置可一次性完成铜与浓硝酸、稀硝酸的反应,能清晰的观察到反应过程中的各种现象。3、符合实验设计的绿色化原则,试剂消耗量少,增强学生的环保意识。4、实现了一套装置多种用途的目的。这套装置巧妙利用了“T”型管的结构特点做气体发生装置,并用四氯化碳隔离铜丝,控制反应随时开始和停止,现象明显,操作简单易行,适合在课堂演示中推广。需要注意的问题是:针筒、输液管、胶塞易被酸腐蚀,实验后要及时清洗仪器,避免仪器的粘黏或老化。