铜与浓、稀硝酸反应的微量实验设计摘要：人教版教材中没有介绍铜与浓、稀硝酸反应的具体实验装置,鲁科版中该实验则存在难以控制反应速率、药品用量大、容易倒吸、不易观察到铜与稀硝酸反应生成NO气体等弊端。采用微量实验一体化的方法,设计了2套微量化实验装置，并从操作便捷性、现象明显性和反应可控性等角度作了比较，最终确定了较优化的实验设计。关键词：微量化实验；装置设计；铜；浓硝酸；稀硝酸文章编号：10057C6629(2017)2?C0063?C03中图分类号:G633.8文献标识码：B当今我国中学化学教学实验大多数是教师操作的演示实验。微型实验中由于仪器装置过于微小往往存在明显的弱点，即实验现象的可见度太小、实验操作冇异化，这些无疑会影响到学生的观察及实验教学效果。而微量化实验［1］克服了微型实验这些弊端，以微小量的试剂在较常规的仪器装置中进行化学实验，使实验现象依然足够的明显。即在保证了试剂用量少、污染少、省时间、易操作的同时,仍使用常规仪器、装置，达到常规演示实验的可见度。铜与浓、稀硝酸的反应，是中学化学常用的演示实验。但人教版教材没有涉及到具体实验装置图，鲁教版虽有该实验介绍，但存在无法控制反应速率、药詁用量较大、容易倒吸、难以观察到铜与稀硝酸反应牛成N0等弊端［2］。基于实现绿色化与渗透环境教育［3］的探索，笔者在对鲁科版教材中该实验进行研究的基础上，实施了微量一体化改进，设计了两套微量化实验装置，从操作便捷性、现象明显性和反应可控性等角度进行比较,最终筛选出最优化的实验设计方案。1材料与方法1.1改进的初步实验设计方案11.1.1实验用nn（1）仪器：相关仪器一套（见图1）、注射器1支（2）药品：铜片、浓硝酸（65%〜68%）、蒸憎水、氢氧化钠溶液（0.1mol/L）1.1.2实验装置图（操作台及固定装置部分略）1.1.3实验步骤（1）按照图1组装装置，检查装置气密性。（2）取下注射器，拔出橡皮塞，填装药品。使用注射器吸取一定体积的浓IIN03溶液，在V形管的最底处放置干燥的铜片，在第二个小凹槽处放置蘸有少量蒸饰水的铜片，具支试管内则装有带有尾气处理的2mL0.1mol/LNaOH溶液，上端连接带有空气的多用滴管。（3）推动注射器注射适量的浓HN03溶液（此时溶液不宜过多，恰好没过V形管最底处的Cu片），反应一段时间后，挤压带有空气的多用滴管可验证NOo1.2改进的最终实验设计方案21.2.1实验用on（1）仪器：相关仪器一套（见图2）、注射器1支（2）药品：铜片、浓硝酸（65%〜68%）、蒸储水、氢氧化钠溶液（0.1mol/L）1.2.2实验装置图（操作台及固定装置部分略）1.2.3实验步骤（1）按照图2组装装置，检查装置气密性。（2）取下注射器，拔出橡皮塞，填装药品。使用滴管量取lmL浓HN03（5~8mol/L）溶液注入U形管（此时应注意滴加的浓HN03不能接？|到U形管的有孔内套管中的铜丝），侧泡具支试管A中的铜片浸泡在蒸憾水当中，侧泡具支试管B内则装有2mL0.1mol/LNaOII溶液，上端连接带有空气的多用滴管。（3）铜与浓HN03反应：推动空的注射器加大I；形管左侧压强，此时管内右侧液面上升，从而进入内套管中，与螺旋状铜丝接触，反应10~15s后可通过拉伸注射器，使得铜与浓HN03的反应停止（在拉伸注射器时要控制力度，不要用力过猛；对反应时间的控制要适当，以减少反应污染）。（4）铜与稀HN03反应：在停止铜与浓HN03的反应30〜60s后，生成的红棕色气体进入A管，由于密度大但易溶于水形成稀硝酸，根据2HN03（浓）-N02-2/3HN03（稀）的转化关系，此时A管中的稀硝酸［4］浓度约为1.67-2.67mol/L,为下一步铜与稀HN03反应的实验做好了准备。待铜片与稀硝酸反应一段时间后，挤压多用滴管，依据22）（无色）+（）2二2N02（红棕色），观察B试管上方有无颜色的变化可验证N0。（5）待整个一体化反应完全停止后，拆下装置，将剩余的硝酸溶液导入NaOH吸收液中。最后，洗涤仪器。2结果和讨论2.1结果2.1.1方案1结果铜与浓IIN03的反应剧烈，依据Cu+41IN03（浓）二Cu（N03）2+2N02t+2H20,可观察到实验中V形管溶液变为蓝色且有红棕色气泡冒出。生成的N02气体，由于气体的产生，打破装置内压强的平衡，从而推动管内的浓HN03溶液瞬间涌到第一个凹槽处甚至是第...