高中化学新教材视野下——铜与浓硝酸反应实验改进 论文.docx

铜与浓硝酸反应实验改进

摘要：用医用三通阀和螺口注射器组成的封闭实验装置，可以清晰地观察实验现象，感知反应的热效应，无须担心浓硝酸的挥发和有毒气体的泄漏。在注射器中后续进行的几个反应，操作方便，现象明显，消除了有毒气体的排放，环保无污染。

关键词：医用三通阀；螺口注射器；铜丝；浓硝酸

一、实验设计思路

铜与浓硝酸反应实验，课本上并未设计实验。学生对铜与浓、稀硝酸的反应产物容易混淆。为加深学生印象，提高学习兴趣，很多老师都会进行该反应的演示实验。其中、将少量铜丝加入装有浓硝酸的试管中直接反应，是常见的一种实验方法。该方法在敞口容器中进行，在产生有毒气体的同时，也不能很好的让学生观察后续气体的转化和尾气的吸收。本实验改进中，利用医疗上常用的三通阀和螺口注射器，成功解决了上述问题。

医用三通阀是医疗上常用的部件，它是一种标准化的微量无渗透接头，包括3个接口和控制阀。医用三通阀具有气密性好、耐腐蚀性佳、兼容性强以及连接方便等特点，被广泛应用于医学和实验室仪器中。螺口注射器也是医疗上常用的部件，由于接头是螺纹的，可以简便地与三通阀的接口连接形成密封的实验装置。

二、实验的再改进

1、实验用品

仪器：螺口注射器3只，医用三通阀2个，铁架台及铁夹各1。

药品：铜丝、浓硝酸溶液、蒸馏水、氢氧化钠溶液

2、实物装置图

3、实验步骤及现象

（1）检验装置气密性。依次转动三通阀3个接口连接注射器，通过抽拉注射器内的空气检验装置气密性。

（2）装药品。旋转控制阀关闭全部三通阀，打磨一小段细铜丝弯成螺旋状装入注射器A，排除空气后与三通阀连接；用注射器B抽取3mL浓硝酸与三通阀连接后，通过调整三通阀接口注入注射器A中与铜丝发生反应。

（3）三通阀控制铜与浓硝酸的反应。首先推射B，向A中缓慢注射浓硝酸，注射器A中溶液变蓝，同时产生红棕色气体。接下来，把蓝色溶液抽取到注射器B中。将注射器C中水推入注射器A，注射器A中红棕色气体颜色变浅。再从注射器B推入空气，发现注射器A变红棕色。

最后从注射器C注射NaOH溶液，尾气吸收。在注射器中先后完成32Cu+4NHO(浓)=Cu(NO)+2NO↑+2HO332222NO+O2=2NO23NO+HO=2HNO+NO2232NO+2NaOH=NaNO+NaNO+HO2322NO+NO+2NaOH=2NaNO+HO五个实验。

三、改进实验的特色

1、直观化实验中用细铜丝代替铜片，师生可以清晰地观察到反应现象。也正因为改用了细铜丝，通过注射器和医用三通阀，方便了后续液体产物和气体产物的分离与观察，学生可以通过实验事实的证据推理出反应方程式。

2、安全化此套实验装置密封性好，避免了反应过程中浓硝酸的挥发和有毒气体的排放，师生可以近距离观察到反应现象，通过注射器外壁温度升高，直接感知此反应为放热反应。

3、简约化本实验用螺口注射器和医用三通阀组装成密封的实验装置，具有简单、操作方便、实验药品用量少等特点，适合教师在新授课教学中演示，也适用于学生小组探究铜与浓硝酸的反应，便于推广。

参考文献

[1]卜晓仟朱燕秋：苯的溴化反应实验改进[J]中学化学教学参考2021（4），55-56.

2]刘一秀，刘逸文.多功能医用三通的设计与应用[J].护士进修杂志，2016，31(7)：66

3]秦晓桥.巧用鲁尔接头改进铜和稀硝酸的反应，现代教育技术网