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铜与浓硝酸反应的实验改进
【关键词】 ;
【正文】 一、改进目的
现行高一化学必修一教材(人教版)第102页【实验4—9】铜和浓硝酸反应的实验,按照教材中进行实验,在实际操作的过程中存在以下不足:
(1)铜片浸在浓硝酸中不好控制反应的速率。
(2)产生的气体量较大,浪费了药品,反应后吸收不充分,会造成大气污染。
(3)实际操作的过程中步骤太繁琐。
(4)在铜和浓硝酸反应产物吸收过程中常常会出现倒吸现象。
(5) 教材上对此实验是单纯的在试管中进行的,产生的有毒气体二氧化氮( NO2)逸散到空气中,会造成严重的环境污染。实验时反应物用量过大产生的大量NO2气体让学生和教师难于忍受。为了防止以上弊端,加强环境保护,对本实验的演示操作进行改进显得很有必要。改进后,现象明显、效果良好,也达到了环保要求,保障了人体的安全。
改进后的实验装置
二、反应原理:
反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓硝酸)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3NO2+H2O====2HNO3+NO
HNO3+NaOH====NaNO3+H2O
三、 实验仪器及药品
核桃乳瓶一个、小号5ml注射器一支、胶塞两个、硬质试管(底部靠上3cm处打一小孔)一个、20%NaOH、浓硝酸、铜丝
四、 实验设计操作如下:
实验说明:
(1)取核桃乳瓶一个,向瓶内倾倒4ml20%NaOH溶液。
(2) 用砂纸磨擦细铜丝表面,以除去表面的氧化物,然后将2~3根放入硬质试管(底部靠上3cm处打一小孔)中。
(3)用注射器针头穿透的橡胶塞塞紧试管口(注射器中预先吸入4ml浓硝酸),再将此试管套入到首先打好孔的另一个橡胶塞孔中,接着将胶塞塞紧核桃乳瓶口,随后慢慢推动注射器活塞,立即看到试管内发生剧烈的反应,铜丝表面产生大量的气泡,溶液变成蓝色,同时伴有红棕色的烟雾,且经试管上小孔外逸进入瓶内;直至充满整个,瓶反应完毕,轻轻摇动核桃乳瓶内的液体,红棕色气体颜色逐渐变浅,最后消失,试管底部有蓝色溶液生成。
五、实验改进及优点
(1)整个装置为全封闭,无污染,安全可靠。避免了原装置的缺陷。所有产生气体的实验全部在密闭容器中进行,避免了对大气的污染。
(2)装置简单,操作方便,快捷,现象明显,时间短,效果好。
(3)试剂用量少,实验器材简单易得。
(4)用注射器添加浓硝酸,易控制反应速率和试剂用量。
(5)可为课堂实验演示,并且消除NO2气体对人体的危害.
现行高一化学必修一教材(人教版)第102页【实验4—9】铜和浓硝酸反应的实验,按照教材中进行实验,在实际操作的过程中存在以下不足:
(1)铜片浸在浓硝酸中不好控制反应的速率。
(2)产生的气体量较大,浪费了药品,反应后吸收不充分,会造成大气污染。
(3)实际操作的过程中步骤太繁琐。
(4)在铜和浓硝酸反应产物吸收过程中常常会出现倒吸现象。
(5) 教材上对此实验是单纯的在试管中进行的,产生的有毒气体二氧化氮( NO2)逸散到空气中,会造成严重的环境污染。实验时反应物用量过大产生的大量NO2气体让学生和教师难于忍受。为了防止以上弊端,加强环境保护,对本实验的演示操作进行改进显得很有必要。改进后,现象明显、效果良好,也达到了环保要求,保障了人体的安全。
改进后的实验装置
二、反应原理:
反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓硝酸)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3NO2+H2O====2HNO3+NO
HNO3+NaOH====NaNO3+H2O
三、 实验仪器及药品
核桃乳瓶一个、小号5ml注射器一支、胶塞两个、硬质试管(底部靠上3cm处打一小孔)一个、20%NaOH、浓硝酸、铜丝
四、 实验设计操作如下:
实验说明:
(1)取核桃乳瓶一个,向瓶内倾倒4ml20%NaOH溶液。
(2) 用砂纸磨擦细铜丝表面,以除去表面的氧化物,然后将2~3根放入硬质试管(底部靠上3cm处打一小孔)中。
(3)用注射器针头穿透的橡胶塞塞紧试管口(注射器中预先吸入4ml浓硝酸),再将此试管套入到首先打好孔的另一个橡胶塞孔中,接着将胶塞塞紧核桃乳瓶口,随后慢慢推动注射器活塞,立即看到试管内发生剧烈的反应,铜丝表面产生大量的气泡,溶液变成蓝色,同时伴有红棕色的烟雾,且经试管上小孔外逸进入瓶内;直至充满整个,瓶反应完毕,轻轻摇动核桃乳瓶内的液体,红棕色气体颜色逐渐变浅,最后消失,试管底部有蓝色溶液生成。
五、实验改进及优点
(1)整个装置为全封闭,无污染,安全可靠。避免了原装置的缺陷。所有产生气体的实验全部在密闭容器中进行,避免了对大气的污染。
(2)装置简单,操作方便,快捷,现象明显,时间短,效果好。
(3)试剂用量少,实验器材简单易得。
(4)用注射器添加浓硝酸,易控制反应速率和试剂用量。
(5)可为课堂实验演示,并且消除NO2气体对人体的危害.
- 【发布时间】2020/7/1 16:15:16
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