铜与稀硝酸

铜与稀硝酸 第一种 1 问题的提出: 现行人教版高中化学第二册《硝酸》一节中铜与稀硝酸反应的演示实验 ?演示实验前未充分考虑到一氧化氮极易被氧化的性质，装置内的空气没有排除，反应后试管内会有一定量的红棕色气体生成，使实验的对比性不强，效果不甚理想。 ?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。常常是师生活动已告段落，化学反应仍激烈进行着。 ?尾气的处理 2 实验改进 2(1 实验用品:铁架台、铁夹、镊子、酒精灯、U型管、玻璃旋塞、干燥管(双球)、三角漏斗。稀硝酸、铜丝、20%NaOH溶液、棉球。 2(2实验步骤: ?在双球干燥管球2中放置浸有20%NaOH溶液的棉球(或放入碱石灰)，按上图示搭配好装置并检查装置的气密性。方法如下: 关闭玻璃旋塞，从U型管长管口缓缓注入稀硝酸，使长管内液面略高于短管内液面，静置一段时间后观察到液面差没有改变，证明气密性完好。 ?缓缓打开玻璃旋塞，待U型管左右两端液面 相平后，再从U型管长管口处缓缓注入稀硝酸，将U型管短管中空气排尽。 ?关闭玻璃旋塞，在U型短管处用酒精灯微热，待铜丝表面有一定量的气泡产生，即停止加热。 ?观察实验现象，待铜丝与稀硝酸脱离，缓缓打开玻璃旋塞，观察干燥管内气体颜色的变化。 ?关闭玻璃旋塞，一段时间后，反应自行停止。 2.3实验说明: ?装置的气密性完好与否，是演示实验成败的关键，必须在装置的气密性检查完好后，方可进行后续操作。 ?可用三角漏斗从U型管长管口沿器壁缓缓注入稀硝酸，以防止稀硝酸外流且确保赶尽空气。 ?待铜丝与稀硝酸脱离后，须缓缓打开玻璃旋塞，防止稀硝酸冲入干燥管中。 ?干燥管内的二氧化氮气体可用浸有20% NaoH溶液的棉球(或碱石灰)充分吸收。 第二方案 操作方法 按图装好实验装置，并检验这一装置气密性。在烧瓶里放3,,4片铜片，再打开漏斗活塞，将稀硝酸放入烧瓶，直至浸没铜片为止，观察现象，然后再把烧瓶加热，用排水法收集一试管气体。 实验现象 铜片中假如稀硝酸不加热时，仅有少量气泡产生，当给烧瓶加热时，产生大量气泡，试管中收集到气体为无色，在水面下用拇指堵住试管口，把试管从水中取出，并使管口向上，放开拇指，试管口处气体变为红棕色。烧瓶内溶液呈蓝色。 第四方案 铜与稀硝酸反应的研究性实验探索 1、问题提出 铜与稀硝酸发生反应的反应方程式为:3Cu+8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NO+4HO。从理论3322上讲，实验现象应为生成无色气体，在试管口遇到空气后变为红棕色。但传统的铜与稀 硝酸反应实验直接在试管中进行，实验操作中气体往往在液面上就变色，即使可用排水法收集到无色的NO，也无说服力，因为NO气体有可能由NO与HO反应生成的。实验现22 象与理论无法吻合，给教学带来负面影响。因此必须对这一实验进行必要的研究，提出改进。 2、研究目的与要求 (1)改进后的实验必须达到以下要求:节约药品、操作简便、现象明显、没有污染。 (2)通过对“稀硝酸氧化性实验的改进”这一研究，提高创新意识和动手解决实际问题的能力。 3、实验方案 方案一 实验步骤及现象 (1)按图1所示连接好仪器。 (2)取下带有分液漏斗的胶塞，将绕成螺旋状的铜丝一端插入塞内。(注:铜丝应插紧，否则会掉入U形管，使实验失败)。 (3)将活塞打开，从U形管较长的管口注入稀硝酸，直到碰到塞子的下沿，且液面上不再留有气泡为止，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。 (4)关闭活塞，可以用酒精灯在U形管的短管一侧加热，当铜丝上有气泡产生时立即撤灯。铜丝与稀硝酸反应生成的气体将稀硝酸排向长管，使铜丝与稀硝酸脱离接触后，反应自行停止，管内有无色气体生成。 (5)将活塞慢慢打开，U形管的长管中的稀硝酸又回落到短管内，分液漏斗有红棕色气体出现。 实验评价 稀硝酸反应在缺氧条件下进行，可以长时间观察到无色NO气体:验证了NO和O2反应生成NO气体及NO难溶于水的性质:该实验器材简单、操作方便、现象明显，可以2 重复使用(关闭分液漏斗活塞并适当加热，又可以得到无色气体)。 方案二: 实验步骤 (1)如图2，在注射器中放三小块铜片，将注射器活塞推到底部。 (2)将输液管插入预热过的稀硝酸中，吸入20mL硝酸后，关闭输液管夹，然后将输液管下端放入盛有4mol,L氢氧化钠溶液的烧杯中(注:在实验进行过程中要慢慢地将注射器向上拉出，因摩擦力的存在，反应过程中产生的气体不容易使活塞向上运动)。 (3)待反应停止后，打开输液管夹，将注射器中的溶液全部排入烧杯中(气体不要排出)，然后将输液管下端移出液面，吸入约2倍NO体积的空气。 实验现象 铜与稀硝酸反应较慢，铜片周围产生小气泡，有无色气体生成，溶液逐渐变为蓝色:当注射器中溶液排入烧杯时，有蓝色沉淀生成:注射器吸入空气后，无色气体变为红棕色。 实验评价 本实验反应在缺氧条件下进行，能观察到NO的“庐山真面目”——无色气体:实验中没有向空气中排放有毒气体，避免了空气受到污染:器材简单、操作方便、现象明显。 方案三 实验步骤及现象 (1)按图所示连接装置图，检查气密性后在干燥管加入铜片，在烧杯中加入适量预热的稀硝酸。 (2)打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察到干燥管内铜片溶解，且表面有气泡产生，溶液上方气体为无色，溶液变成蓝色，液面下降。 (3)反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内的气体(事先已将注射器内原有的空气推出)，关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定的空气，可观察到有红棕色气体生成。 推荐装置 仅供大家参考 有不足之处请谅解