铜与稀硝酸反应的实验设计[1]

铜与稀硝酸反应的实验设计

湖北省枝江市第一高级中学黄诚、许娄金（邮编：443200）

内容提要：在中学化学实验中，铜与稀硝酸反应的现象不甚明显，且易造成污染，笔者对该试验进行了深入分析后进行重新设计，改进的方案基本上克服了以上不足，效果明显。

关键词：实验设计铜稀硝酸

一、设计意图

铜与稀硝酸反应生成无色的一氧化氮气体，一氧化氮极易被氧化成二氧化氮。在铜与稀硝酸反应的传统实验中，产生的一氧化氮气体往往在液面上即被氧化而变色，易使学生产生误解。为此，笔者在借鉴前人的创新成果的基础上，经过研究改进并反复实验，设计了以下三种方案，能有效解决上述问题。三种方案均简单可控，现象明显，节约环保，而且在特点上各有侧重，有利于增进学生的感性认识，为学生进行实验探索与创新提供了范例。

二、实验方案

方案一：

a

b

（1）按图1所示连接好仪器.

（2）将a端玻璃活塞管必，然后将双通管b端朝上，取下该端塞子，向管中注入稀硝酸，直到接近管口处，塞上单孔塞，使空气全部从导管排出。

（3）倒转该装置，使a端朝上，并使b端的导管下口对准下方的容器（小烧杯或试管）。随着铜跟稀硝酸的反应，生成的一氧化氮气体把酸液从导管排出，当酸液液面低于铜丝时，反应自动停止。贮存在管内的无色气体即为一氧化氮, 溶液呈蓝色。

（4）挤捏玻璃珠外的橡胶管，空气即进入管中，一氧化氮即被氧化成二氧化氮，呈红棕色。

实验主要特点：装置简约，操作方便，现象明显。

方案二：

图1 铜丝

稀硝酸

铜片

止水夹

注射器

（1）按图2所示连接装置图，检查气密性后在滴管中加入铜片，在滴瓶中盛装适量稀硝酸。

（2）打开止水夹，用注射器慢慢抽取滴管内的空气，稀硝酸即沿滴管上升，直至充满滴管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察到滴管内铜片与稀硝酸反应，有无色气体生成，随之将酸液压至滴瓶中，待铜片与稀硝酸脱离接触，反应自行停止，滴瓶内溶液变成蓝色。

（3）反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取滴管内气体（事先已将注射器内原有空气推出）。关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定空气，可见注射器内有红棕色气体生成。

实验主要特点：此实验是一微型实验，节约环保且现象明显。

方案三：

（1）按图3所示连接装置并检查装置的气密性。

（2）将活塞打开，从U形管较长的管口注入稀硝酸，直至接近U形管短管口，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。

（3）关闭活塞，铜丝与稀硝酸反应生成的气体即将酸液压至长管一端，待铜丝与稀硝酸脱离接触，反应自行停止，管内无色气体即为一氧化氮。

（4）将活塞慢慢打开，U形管短管中液面上升，生成的气体在液柱作用下即被压进干燥管，此时气球胀大，干燥管内的无色气体变成红棕色，证明有一氧化氮转化成二氧化氮。

实验主要特点：装置大气，现象明显，便于学生观察。

干燥管

活塞铜丝稀硝酸