铜与稀硝酸的实验论文

铜与稀硝酸的实验论文 教师教育课程 《中学化学实验设计与案例分析》 实验研究课名称:铜与稀硝酸反应的实验探究 实验研究负责人 : 赵天宇 何慧军 所 在 班 级 : 09 化乙 指 导 教 师 : 李 平 2012年12月 铜与稀硝酸的反应实验 【摘要】:铜与稀硝酸反应演示实验是中学化学教学的重点演示实验之一, 该实验使用一次性医用注射器作为反应器使铜与稀硝酸反应在其 中(无空气干扰的环境里)进行,避免了气体产物和空气的直接接触, 、NO气体的颜色，使实验现象更明便于及时观察到较纯的NO2 显，操作更简便，实验向微观、绿色环保型方向发展。 【关键词】:浓硝酸; 稀硝酸; 一次性医用注射器; 橡胶塞; 二氧化氮; 反应实验; 一氧化氮; 气体; 无色; 红棕色 Copper and dilute nitric acid reaction experiment Abstract: Copper and dilute nitric acid reaction experiment is the middle school chemistry teaching is one of the key demonstration experiment, the experimental use of disposable medical syringe as a reactor that reaction between copper and dilute nitric acid ( in which no air interference environment), avoiding the gas products and air direct contact, facilitate the timely observation to a pure NO2, NO gas color, make the experimental phenomenon more obvious, more simple operation, experiment to microcosmic, green environmental protection development direction. Key words:Concentrated nitric acid; dilute nitric acid; disposable medical syringe; rubber plug; nitrogen dioxide ; reaction experiment; nitric oxide ; gas; achromatic; red brown. 目 录 1引言……………………………………………………………………………………………………………………………………….1 1.1选题背景…………………………………………………………………………………………………………………………..1 1.2选题意义…………………………………………………………………………………………………………………………..1 1.3 已有相关成果…………………………………………………………………………………………………………………..1 2 实验部分………………………………………………………………………………………………………………1 2.1实验目的…………………………………………………………………………………………………………………………1 2.2实验原理…………………………………………………………………………………………………………………………1 2.3实验用品…………………………………………………………………………………………………………………………2 2.4实验装置图……………………………………………………………………………………………………………………..2 2.5实验步骤及现象……………………………………………………………………………………………………………..3 3 实验数据………………………………………………………………………………………………………………..4 4 实验过程中遇到的问题及解决……………………………………………………………………………………..5 4.1主要问题……………………………………………………………………………………………………………………….5 4.2解决办法……………………………………………………………………………………………………………………….5 5 参考文献…………………………………………………………………………………………………………………………………5 1.引言: 1.1选题背景:在人教版普通高中课程实验教科书中稀硝酸和铜 的反应并没有设计实验。由于它在元素化合物、氧化还原反 应等知识体系中的地位,以及实验现象和环境污染方面出现的 问题,加之学生在初中阶段只是粗略地知道金属与硝酸反应不 能得到氢气,对硝酸的强氧化性缺乏更直观的认识,所以在此 大有必要设计一个演示实验，并且实现绿色化设计，使化学 实验教学实现绿色化思想。 1.2选题意义:改进已有实验，使实验现象更明显，操作更简便，实 现了实验向微观、绿色环保型发展的目标。有助于培养学生的 创新能力和实验探究能力。 1.3 已有相关成果:铜与稀硝酸在试管中反应(存在问题:装置中 空气的排净、环境污染等);铜与稀硝酸在注射器中反应(解 决了空气排出的问题和环境污染，但反应在常温下缓慢需要 水浴。 2.实验部分: 2.1 实验目的: 在中学化学实验中， 铜与稀硝酸的反应在室温条件下现象不是 很明显，且易造成污染，所以对该实验进行了重新设计。 2.2 实验原理: )+2NO?+4HO 3Cu+8HNO(稀)===3Cu(NO3322 2NO+O===2NO 3NO+HO===NO+2HNO 22223 1 2.3 实验用品: 仪器:一次性医用注射器(2.5ml)、烧杯若干、胶头滴管、 5ml量筒一个，橡皮塞一个 试剂:硝酸溶液(浓硝酸与水的体积配比为1:1.2)、铜丝若干、 氢氧化钠溶液 2.4实验装置图: 2.5实验步骤与现象: (1)先取下注射器后面的活塞，在注射器内放入一小团铜丝，塞 上活塞后，吸入适量的(大约1—2毫升)水，倒置注射器，排 出内部空气，并将蒸馏水排净。 (2) 配制浓硝酸和水的体积比为1:1.2的硝酸溶液。 (3)将已排净空气的注射器侵入配制好的硝酸溶液中，吸入1.0ml 溶液。(此时要缓慢，若不慎有少许气泡，可倒置注射器并挤压活 塞将气泡排出)，然后将针头迅速地插入到橡皮塞上，观察现象。 反应开始生成的气体被富集在筒内为无色，溶液也逐渐变为蓝色。 2 (4)当注射器中产生一半左右气体后，取下橡皮塞，推动活塞， 将液体排入盛有NaOH溶液的烧杯中，观察此时注射器中气体的 颜色。(无色) (5)抽动活塞，吸入空气，在观察现象此时气体颜色。(红棕色) (6)最后，注射器中的气体排到NaOH溶液中，尾气吸收。 3 3.实验数据: 试剂 浓硝酸 蒸馏水 铜 气体 产生1ml气 (铜片:体所用的 ml ml 颜色 2-3片; 时间 铜丝:一小 Min 序号 团) 不反应 铜片 (需水浴) 1 1 3 无色 不反应铜丝 (需水浴) 铜片 5min 无色 2 1 2 以上 铜丝 5 3 1 1.5 铜片 4 无色 铜丝 2-3 4 1 1.2 铜片 2-3 无色 铜丝 1-2 5 1 1 铜片 3-4 略带 棕色 铜丝 1 4 4.实验过程中遇到的问题及解决办法: 4.1主要问题:?Cu与稀硝酸在试管中反应，由于空气存在现象是 生成红棕色气体，影响了实验现象的观察，且易造成 环境污染。 ?硝酸的配制:找到一个合适的硝酸浓度来使此反应 速率较快且生成无色的NO。 4.2解决办法:?使用一次性医用注射器，避免了外界空气干扰和环 境污染，实现实验的绿色化。 ?采用浓HNO3:水=1:1.2并用铜丝。 5(参考文献: 【1】 王涛;硝酸与铜反应演示实验的改进[J];新课程学习(中);2011年06期 【2】 湖北襄樊市一中 李超;铜与稀硝酸演示实验的改进[N];学知报;2010年 【3】 张玉贞;李先栓;铜与硝酸反应的绿色化设计[J];当代化工;2011年08期 【4】 辛路;化学创新教育与绿色化学实验的研究与应用[N]. 学知报. 2011-08-29 (I07) 5