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铜与稀硝酸的反应

铜与稀硝酸的反应是高中化学必修中一较为重要的实验，在

实验中，理论上生成的时无色NO气体。但生成的NO在试管中

或试管口遇空气马上反应变为红棕色，所以在实际操作中，生成

的NO气体在试管内液面上就可能变色，看不见无色的NO气体，

在教师解释后学生才能明白。因此须对这一实验进行必要的改

进。

一、问题的提出

铜与稀硝酸的反应是高中化学必修中较为重要的一个演示实

验。教材中演示实验为：在两支试管中各放入一小块铜片，分别

加入少量的浓硝酸和稀硝酸，立即用带导管的胶塞塞住试管口，

并将导管通入另一盛有NaOH溶液的试管，观察发生的现象。反

应片刻后，将加稀硝酸的试管上的胶塞取下，使空气进入试管，

再观察发生的现象。

此演示实验装置存在的一些弊端：

1、演示实验没有考虑到装置内的空气，反应后试管内生成

的NO气体会被氧化成NO2，产生红棕色气体。这样导致两支试

管中的现象差别性不大使实验的对比性不强，实验效果不够理

想。遇到这种情况，教师就要引导学生再作讨论分析（为什稀硝

酸中也会产生少量的红棕色气体？），才能消除学生疑惑，得出

正确的结论。

2、使用教材中的装置进行实验演示，反应一旦开始，就只

好任其将反应进行下去，直到反应物铜或稀硝酸消耗完为止。常

常教学过程结束了，化学反应还可能在进行，导致浪费了药品，

同时产生大量的气体污染教室空气。

因此，我们必须对实验装置的改进，而改进实验装置的设计

要注意以下几点：1、反应前要将实验装置中的空气排尽，避免

NO被氧化。2、反应要能停止，避免实验药品的浪费和污染教

室空气。

二、实验改进

1、实验用品：

无色透明的塑料胶水瓶（我们选用了一个300ml的矿泉水

瓶）、3cm长的螺旋状铜丝、烧杯（100ml）、稀硝酸（1:1）。

2、实验装置

(1)实验步骤及现象

1、在橡皮塞上固定一根长约3cm的螺旋状铜丝。

2、向塑料胶水瓶中加入稀硝酸，体积在塑料胶水瓶总体积三分

之一左右。

3、将导管的另一端插入放在试管架上的试管中，打开弹簧夹，

用手迅速挤压胶水瓶下部，将瓶内及左侧导管内的空气排出，然

后迅速用弹簧夹夹紧乳胶管。

4、5分钟后可观察到导管中有一段无色的气柱，溶液逐渐变成

蓝色。

5、将试管中的导管移致液面上，打开弹簧夹，空气进入瓶中，

待胶水瓶鼓起来后用弹簧夹夹紧乳胶管。此时，可观察到铜丝与

液体脱离接触，反应停止，稀硝酸液面上方出现红棕色气体。

三、改进后的优点

1、实验装置简单，实验操作也简单方便。试剂用量少，实验器

材简单易得。

2、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。

3、实验现象明显，能清楚地观察到无色的NO气体和红棕色的

NO2气体的产生。

4、符合实验设计的绿色化原则，整个实验过程中没有有毒气体

逸出，实验最终产生的废气可用NaOH溶液吸收。

3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

5、用此微型环保实验装置除了制取NO2：、NH3、HCI外，还可

以用于制取其他固体与液体，液体与液体反应制取气体的实验。

如制取Cl2,SO2,H2S等。

四、实验改进后感：

中学化学实验中有许多实验对条件并没有作严格的要求，而把实

验条件变得更加严格，既是高考实验试题改革的方向，又是中学

化学实验教学一项基本要求。近几年的高考实验考查题都体现了

这一点，所以如果在平时教学中能发动学生对我们教材中的一些

实验进行改进，对学生掌握相关知识有一定帮助，同时又能培养

学生严谨的科学态度，对学生以后的学习打下了基础。但任何事

情总是两面性的，这种教学也有其局限性。比如说：时间消耗过

多，对教师的要求较高，若学生不积极思考，可基础太差，往往

难以达到预期的教学效果等等。因此，前期的准备工作一定充分。