铜与稀硝酸反应的实验设计
铜与浓、稀硝酸反应实验创新设计
铜与浓、稀硝酸反应实验创新设计
铜与浓硝酸反应实验是初中物理课程的重要内容，在此实验中，着重考察反应的产物，以便观察反应强度。
此次实验通过改进原有的设计，提出了一种创新的实验模式，以应对多变的物理环境。
实验来源于初中物理教材，实验目的是研究铜与浓硝酸的反应情况，检测实验现象。
主要观测指标为反应前后铜粒间距，以及反应前后铜粒大小的变化。
本次实验发展了一种创新的环境，采用了多变的反应体系。
实验室准备了具有不同硝酸浓度的试剂，分别观察不同硝酸浓度下铜与浓硝酸反应的专业性，以及铜粒大小及距离变化，并及时记录各项变化数据，以便对实验结果进行分析和研究。
借鉴前人经验，本次实验利用熟悉的基本设施，如化学容器，橡胶球等，结合科学性施工，使得实验体系更加完善而条理化，以更好地模拟实际反应场景，使实验结果更加可靠准确。
以上就是关于铜与浓硝酸反应实验的创新设计，其设计了完善的实验装置，能更好地模拟反应场景，并让实验结果更准确准确。
此次实验，可以为中学生提供更直观准确的理解，使之更好地掌握铜与浓硝酸反应的内涵，为学习物理学习奠定基础。
《铜与硝酸反应实验》创新设计
铜与硝酸反应实验改进临城中学电教实验处张会军一、原实验过程及存在不足浓稀硝酸与铜的实验通常在试管中进行,由于试管里空气的存在,反应生成的无色一氧化氮气体被氧化成红棕色二氧化氮气体,影响了对实验现象的观察；同时,产生的气体排放到空气中,会严重污染环境。
二、实验改进（一）实验用品：浓硝酸1:2稀硝酸铜片蒸馏水稀NaOH注射器胶塞烧杯（二）实验装置：（三）实验原理：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（四）铜与稀硝酸反应实验步骤1、取一体积较大的注射器（如上图）,并连接胶塞密封针头口。
打开胶塞,拔出活栓,放入5～6片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。
2、将注射器口浸入蒸馏水中,抽拉活栓,吸入一定量蒸馏水，倒置注射器，排出内部气泡，并将蒸馏水尽量排净。
3、将注射器口浸入稀硝酸中,抽拉活栓,吸入20mL稀硝酸,塞上胶塞。
注射器内的稀硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。
当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。
塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。
4、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量空气, 塞上胶塞，观察注射器内气体的颜色变化。
5、将注射器内气体推入氢氧化钠溶液中进行吸收。
（五）浓硝酸与铜反应实验步骤1、取一体积较大的注射器,并连接胶塞密封针头口。
打开胶塞,拔出活栓,放入少量2～3片铜片,并使其平放在注射器的底部，然后推进活栓。
2、将导管口浸入浓硝酸中,抽拉活栓,吸入5mL浓硝酸,塞上胶塞。
注射器内的浓硝酸与铜发生反应,生成的气体推动活栓不断地向外移动。
当气体体积约占注射器容积的一半时,打开胶塞,推动活栓,将混合液注入烧杯中,使反应停止进行。
塞上胶塞,观察注射器内气体和烧杯中溶液的颜色。
3、打开胶塞,抽拉活栓,吸入少量蒸馏水,塞上胶塞，将注射器上下倒转几次, 观察注射器内气体的颜色和体积变化。
铜与浓稀硝酸反应微型实验(共7张PPT)
(1) 添加药品与连接装置: 在U 形管和小试管中各放入一小块铜片。
橡皮塞塞住，如上图连接装置。 (1) 仪器: 操作台1 个、U 形管1 支、小试管1 支、注射器2 支、橡胶塞2 个。
铜与浓、稀硝酸反应的实验是现行人教版高中化学必修一中占据重要地位的一个实验。 片刻后，推动注射器B 使空气进入，很快U 形管B 端液柱上可以看到无色气体逐渐变为红棕色的气体。 (1) 添加药品与连接装置: 在U 形管和小试管中各放入一小块铜片。
3NO2 + H2O === 2 HNO3 + NO↑ 3Cu + 8HNO3( 稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ +4H2O
实验现象、操作及步骤
(2) 开始实验: 推动注射器向小试管加入4 ～ 5 滴浓硝酸，使铜片和 浓硝酸发生反应，溶液由无色变为蓝色( 硝酸铜的产生) ，产生红棕 色的 NO2气体。用手触摸U 形管大管端外壁烫手，可知是反应发热。
添加药品与连接装置: 形管和小试管中各放入一小 (1) 在U 而U 形管B 端液柱上的气体仍然保持无色，该现象表明铜与稀硝酸反应生成无色的NO 气体。
2NO + O2 === 2NO2 片刻后，推动注射器B 使空气进入，很快U 形管B 端液柱上可以看到无色气体逐渐变为红棕色的气体。
块铜片。向U 形管加水至浸过弯管部分以形成液封，并将小 红棕色的NO2气体渐渐充满U 形管的A 端，NO2气体不断溶解于管内液封的水中，生成稀硝酸，U 形管里的铜片此时会在其表面不断出现小气馏水吸收铜与浓硝酸反应生成二氧化氮后形成的稀硝
酸，进行铜与浓、稀硝酸反应实验现象及反应产物的对比，
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计
浓、稀硝酸与铜反应的综合实验设计
一、实验目的
1. 了解硝酸与铜产生的反应特性。
2. 分析硝酸与铜反应分子间机理与反应机理。
3. 探索硝酸与铜反应的温湿 id平衡。
二、实验原理
普通硝酸是由氮硝化合物的混合溶剂而成的酸性溶液，氮硝化合物的强度由溶剂的种类和浓度而定。
铜与硝酸具有很强的化学反应性，当硝酸中的氮硝化物吸取的氮原子被铜离子形成的离子开裂时，铜离子就会与酸原子发生反应、形成铜硝酸盐，如Cu(NO3)2、Cu(NO2)2和Cu(OH)2，由此释放出大量的热量，因此能够自发发生焰反应，也能发生化学反应。
三、实验设计
1.准备硝酸和铜实验管
准备一定浓度的硝酸（如0.1mol/L）和一定的细的铜粉放入实验管中，实验管封口并放入等离子体电离室中（可设置不同的温湿度），监测系统中铜粉在硝酸中的化学反应过程。
2.测定硝酸和铜反应放热热值
反应乙烯与铜反应过程中释放的热能，计算其放热热值和活化能，以表征硝酸和铜反应放热机制。
3.探究不同温湿度条件下硝酸和铜反应的稳定性
变更上述实验管的温度和湿度，观测硝酸和铜反应放热的稳定性，研究不同温湿度条件下硝酸和铜反应的变化情况。
四、个人认为
本次实验旨在探索硝酸和铜反应的特性，了解反应机理，分析温湿度对其反应变化的影响，将对未来类似实验有指示意义。
另外，实验主体硝酸和铜是日常生活中不可或缺的物质，实验分析的结果也有助于我们更好的理解物质的本质特征。
铜与稀硝酸反应及一氧化氮性质实验的联合设计
４ 实验操 作
４ １ 铜 与 稀 硝 酸 反 应 的 实验 ．
并可用 注射 器收集 到较 纯 的 Ｎ Ｏ气 体 ， 从而 可进 行 Ｎ Ｏ的
性质实验 。
４ １１先用 注射 器 向封 口、 ．， 洁净 的青 霉 素瓶 注入大约 １ ｍ 稀硝酸 ， ０ｌ 然后将有毒气体排放 ， 了 无 避免
空气污染 。 实验 中可随时通 过上 下移动铜 丝 ， 以控制 反应 的发 可
图２
其 中一 端都 打磨成针 状再 插入 青霉 素瓶 内 ，
使 铜丝下端位于液面 以上 。
生、 快慢 和停 止 。
组装一套该 装置器材 简单 ， 材料 易得 ， 操作方 便 ， 可进 行多次演示 。 该装置也适 合于演 示铜 与浓 硝 酸反 应并 制取 Ｎ ， Ｏ 等
粗 铜 丝 、 约 ４ ｏ／ 大 ｍ ｌＬ的稀 硝 酸 、 ａ Ｈ ＮＯ
溶液 、 蒸馏水等 。
５ 改进 意 义
该实验方法 用青 霉素瓶作为反应器使铜与稀硝酸反应
３ 实验装 置
如 图 ２所示 。
在几乎 隔绝 空气的条件下 进行 ， 免了气体 产物 与空气 的 避 直接接触 ， 于及 时观 察 到 Ｎ 便 Ｏ气体 颜 色 的“ 来 面 目” 本 。
２０ ０９年第 ６期 中小 学实 验 与装备
实验 教学 方 法
第 １ （ ９卷 总第 １６期 ） ０
２ ｌ
铜 与 稀硝 酸反 应 及 一 氧 化 氮性 质 实验 的联 合 设 计
河北省饶 阳 中学 （ ５ ９０ ０ ３０ ） 尚广斗
１ 问题 的提 出
铜 与稀 硝酸反应 的实验是 中学化学 的重要演示 实验之
实验 。
２ Ｏ 一ｌ Ｏ９ ｌ一２ ７
b6铜与稀硝酸反应实验设计案例分析
本文为自本人珍藏版权所有仅供参考本文为本人珍藏，有较高的使用、参考、借鉴价值！！本文为本人珍藏，有较高的使用、参考、借鉴价值！！铜与稀硝酸反应实验设计案例分析嵊州市长乐中学：唐新民一、主题与背景化学学科的形成和发展，起源于实验，又依赖于实验。
以实验为基础是化学教学的基本特征。
化学实验对激发学生学习兴趣，启迪学生思维，培养科学方法和创新精神均能产生积极有效的作用。
因此，我认为，在化学教学中必须发挥学科的优势——实验，通过化学实验，让学生去“观”，由“观”生“趣”，由“趣”激“疑”，由“疑”导“想”，由“想”得“知”。
这样既能打好基础知识，又开发学生智力，培养学生的综合能力。
为了有效地培养学生各项综合能力，在平时的教学中我钻研教材、及时挖掘教材中潜在的内容，如铜与稀硝酸的反应是人教版高二化学课本第一章第三节《硝酸》中的内容，实验装置如图1-1所示。
其目的是为了说明稀硝酸有强氧化性及稀硝酸的还原产物是NO气体。
上课时我按课本装置做演示实验，结果学生观察到的是红棕色的气体，无法说明其还原产物为无色的NO气体，上课时我只能向同学解释，这是由于生成的NO遇空气中氧气生成NO2气体。
虽然学生也能接受，知识点是落实了，但课后我总觉得该块内容教学中，虽然学生知道了结果，但由于实验现象与理论反应无法吻合，根本就没有发挥化学实验教学的作用，反而给教学工作带来负面影响。
因此须对这一实验进行必要的改进。
课后我思考存在的几个问题：（1）在实验开始前试管中就有大量空气，所以反应所产生的NO会马上被氧化成NO2，对观察无色的NO气体产生严重的干扰。
（2）实验中怎样避免产生的NO与空气接触，有几种方法可以实现。
（3）实验完毕后，无法使反应立即停止，NO过多会向空气中逸散，污染空气，损害师生身体健康。
怎样将该实验改进成一个既简单又环保的装置呢？以上几个问题，在教学中一直困扰着我，为此，我查阅了大量资料，并于2004年在高三（6）、（7）、（12）班实验复习教学中作了大胆尝试，实验效果明显，学生反映良好。
铜和稀硝酸反应
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。
铜与浓、稀硝酸反应一体化微型实验设计
微 型仪器 一套 、 注射器 两支 、 铜丝、 浓 硝酸 、 稀 硝酸 、
氢氧化钠溶液 、 蒸 馏水 。
二、 实 验 改 进 装 置
实验装置 图如下所示 （ 略去铁架 台和铁 夹） 。
铜丝
浓 硝 酸
三、 实 验 操 作 及 现 象
１ ． 按实验装置 图连接好 实验仪 器 ， 并 检验装 置 的气
１ ． 常规 的实验装 置气密性 不 良， 并 没有尾 气 吸收装 置， 会 出现 Ｎ Ｏ ２ 泄露 ， 对环境产生严重 污染 ， 并 对师生造 成一定 的伤害 。 ２ ． 在进行铜与稀 ＨＮ （ ） ３ 反应 时 ， 由于试 管 内存在 的 空气会对 Ｎｏ气体颜色 的观察产 生干扰 ， 实验现 象不够
下 问题 ：
郑浩 娟
ห้องสมุดไป่ตู้
角形通气管 内气体呈红棕色 ， 具 支试管 内呈无色 。用酒 精灯加热侧泡具支试管 ， 加快铜 与稀硝 酸的反应速率 。 ４ ． Ｎ ０气体 的性质检验 ： 产生的 Ｎ Ｏ气体 与注射器 ２ 中的空气反应生成红棕色的 Ｎ Ｏ ２ 气体（ 事先在注射 器 ２
中抽 取 一 定 量 的 空 气 ） 。
成的 ＮＯ气体 。 ３ ． 铜与浓 、 稀硝酸反应 是分 步实验 ， 步骤繁 琐 ， 现象 无法进 行对 比， 不利 于学 生对 “ 不 同浓度 的硝 酸 氧化性 不 同” 的理解 。分步 进行 势 必造 成药 品使 用量 大 ， 并伴
有 多次污染 。
２ ． 注射器 、 橡 胶管 、 止水 夹组合 成 简单 的具 有启 普
密性 。
２ ． 铜与浓硝酸反应 用 注射器 １ 吸取适量浓 硝酸 ， 将 注射器 １的活塞推 至底部 ， 如 图所示将 铜丝插到 注射器 中 （ 置 于溶液 上方 ，
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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玻璃活塞
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。
—
图3
气球 干燥管 活塞 铜丝 稀硝酸
稀硝酸
图2。