“ 木炭还原氧化铜”实验的创新论文
“木炭还原氧化铜”实验的创新
益阳市安化县东坪镇中心学校
唐汝友
摘要：通过对“木炭还原氧化铜”实验的创新，改善其演示效果，缩短实验时间，提高实验的成功率，使教学更加方便。
关键词：木炭还原氧化铜创新表面氧化的铜片实验时间成功率可观察性
“木炭还原氧化铜”是九年级化学教材中比较重要而又难于操作的一个实验，也是初中化学演示实验中令教师多少感到有点“头痛”的一个。
教材中原实验的主要不足之处有：反应速度慢，所需时间长；演示成功率低；现象不明显。
那么怎样才能使该实验做起来方便快捷、现象明显呢？我在实验室对其进行反复探究之后，设计出了下面这种较为理想的实验方案。
一、实验原理及装置
1．实验原理
2CuO + C 2Cu + CO2↑
2．实验装置：
二、实验创新之处
1．用铜片表面的氧化铜薄层（新烤制）代替氧化铜粉末。
采用的新制氧化铜和过量较多的木炭粉可以加快反应速率，同时氧化铜用量很少更缩短了实验时间，并且生成的铜集中在铜片上,虽然少但很易观察到，不会被过量的木炭粉掩盖。
2．用玻璃管代替试管，并将表面氧化的铜片用铜丝固定在橡皮塞上，木炭粉也分两次加入。
这样，通过橡皮塞的控制作用，反应时可以使铜片表面的氧化铜与木炭粉充分接触；反应后可以使铜片离开木炭粉，更快地冷却；最后还可以很方便地将它取出。
3．实验结束时，将导气管的胶皮管用弹簧夹夹好，防止空气进入玻璃管，将灼热的铜重新氧化，确保实验成功。
4．设置对比，进一步强化实验效果。
三、实验器材
铁架台（带铁夹）、玻璃管、导气管、弹簧夹、橡胶塞、酒精灯、垫木、火柴、小试管、试管架、药匙、烧杯、剪刀、滤纸、木炭粉、表面氧化的铜片、石灰水、棉布。
四．实验步骤
1．将一表面氧化的铜片剪成两段，并分别通过铜丝固定在橡皮塞上，一段用于实验，另一段供实验后对比。
2．先从玻璃管的一端加入少量木炭粉，再从玻璃管另一端放入表面氧化的铜片，塞紧橡皮塞并调整位置，使表面氧化的铜片刚好位于木炭粉上，然后加入木炭粉将它覆盖，装上通入澄清石灰水的导气管，固定好装置。
3．用酒精灯加热几分钟，观察石灰水的变化。
4．待石灰水中没有气泡冒出后，先用弹簧夹夹住导气管的胶皮管再将导气管从石灰水中移出，然后熄灭酒精灯。
5．调整橡皮塞使处理后的铜片离开木炭粉，较快地冷却，冷却后拔出橡皮塞取出它。
6．将处理后的铜片与原来剪下的那一段对比，观察其表面的变化。
五．实验效果
实验只需用普通酒精灯加热几分钟，就可以明显地观察到澄清的石灰水变浑浊，铜片表面的黑色氧化铜变成光亮的红色铜。
可见，实验创新之后，缩短了实验时间，降低了操作难度，提高了实验的成功率和可观察性，使该实验的教学变得简便而快捷，而且效果更加理想。
参考文献：
1．《九年级化学（上册）》人教实验版
2．《如何用木炭还原氧化铜》《湖北中小学实验室》1999年第9卷第4期，重庆市秀山县教研室黄吉华。
案例10 《木炭还原氧化铜》探究实验的创新
案例10 《木炭还原氧化铜》探究实验的创新实验名称《木炭还原氧化铜》探究实验的创新实验目的1．通过对木炭还原氧化铜实验探究得出木炭具有还原性。
2．对该实验改进后，解决了教材中实验现象不明显的问题。
3.排除了反应中木炭与氧气反应生成二氧化碳，对实验结果产生干扰。
4.解决了实验中用木炭粉末和氧化铜粉末反应较难控制两者的比例。
实验原理1.C + CuO 高温2Cu+ CO2↑ Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O2..将氧化铜粉末改成细铜丝现场加热变黑色进行实验，排除实验后剩余的木炭粉末或氧化铜粉末掩盖了生成的铜的颜色。
3.利用玻璃棒尽可能的排出试管中空气，排除实验过程与氧气反应中的干扰，使实验更科学，更具说服力。
实验仪器及药品带铁圈的铁架台、酒精灯、网罩、试管、单孔橡皮塞、导管、止水夹、玻璃棒、试管架木炭粉、细铜丝、澄清石灰水实验装置实验步骤及现象1.连接装置，检查装置的气密性。
2.将2团揉成小团的细铜丝加热直到完全变成黑色。
3.先将变黑色的细铜丝放入试管中，加入木炭粉至完全盖住，稍压紧。
4.往试管中塞8根5mm的玻璃棒，连接装置。
5.加热，直到澄清石灰水变浑浊。
6.用止水夹夹紧橡皮管，熄灭酒精灯。
7.待完全冷却后取出细铜丝，细铜丝变成光亮的红色。
创新设计说明一、实验创新的启发：我在一次进行木炭还原氧化铜实验的实验过程中，偶然发现没有加入灼烧变黑的铜丝，竟然看到澄清石灰水竟然变浑浊了。
后来进行了多次反复的实验，证明在试管中直接加热木炭也能使澄清石灰水变浑浊，且现象明显。
由此对课本的实验产生了怀疑，产生了对该实验进行创新的想法。
二、原实验存在的问题：。
4木炭还原氧化铜
木炭还原氧化铜华东师范大学化学教学论实验论文摘要：实验通过在试管中用酒精灯加热充分烘干好的氧化铜粉和木炭粉混合物，进行初三化学教材上的木炭还原氧化铜的实验，在严格按照实验规范操作进行实验失败后，分析了实验失败的原因，并对实验成功的关键进行研究。
关键词：木炭还原氧化铜失败原因一、实验目的1．熟练掌握木炭还原氧化铜实验操作技术，演示时能做到规范操作。
2．探究并初步掌握木炭还原氧化铜实验的最佳反应条件以及实验成功的关键。
二、实验用具大试管1只、蒸发皿2个、称量纸若干、铁架台及铁夹1套、玻棒1根、附导管的橡皮塞1套、托盘天平1台、酒精灯2个、钥匙1个、研钵2个、火柴1盒三、实验药品炭粉、氧化铜粉、澄清石灰水四、实验装置图1 木炭还原氧化铜图2 烘干操作五、实验步骤1．称取0.8g木炭粉（打算用0.4g干燥的木炭粉，按照木炭与氧化铜质量配比为1:10进行实验，因为烘干过程会造成木炭粉损失，故称取0.8g木炭粉），放在蒸发皿中用图2所示装置进行烘干，用酒精灯大火加热到木炭粉出现红晕为止，边快速搅拌边加热，耗时30分钟不见红晕现象，不搅拌继续加热后见红晕现象，停止加热。
待冷却后在研钵中用力研磨5分钟，使木炭粉足够细；2．称取6g氧化铜粉末（计划用4g氧化铜进行实验，考虑到烘干过程氧化铜质量减少故称取6g）进行按图2所示进行烘干，烘干3分钟后取出冷却，冷却后在研钵中用力研磨5分钟，使氧化铜粉末足够细以使反应时充分接触；3．用托盘天平称取已经烘干研磨好的0.3g木炭粉（烘干后只有刚好0.3g）和3g氧化铜粉末，将其混合搅匀，用纸槽将其加入试管底部，如图1所示，搭好实验装置，微热试管，检查装置的气密性。
4．点燃酒精灯对试管加热，先预热，再对着试管底部集中加热。
六、实验注意事项1．实验所有药品均需充分烘干，木炭粉需加热至出现红晕现象时停止烘干，除去水分及杂质。
2．反应物要研细混匀。
为了使氧化铜和木炭这两种反应物充分接触，要把刚烘干过的木炭放在研钵中研细，再加烘干并研细的入氧化铜混匀，研磨过程中木炭粉和氧化铜粉末各要至少用力研磨5分钟，以使反应物能充分接触。
对碳还原氧化铜实验的改进
３ ５
３ ７— ３ ． ５ ５
即 自然 界 中 ３Ｃ 的 相对 原 子 数 百 分含 量 为 ： ７１
１ （ ＋３ ｘ １０ ＝２ ％，５ １ ／１ ） ０ ５ ３ Ｃ 的相 对原子 数百 分
数 为 ： —２ 一７ ． １ ５ ５
【 ２ 常温下 ， 例 】 将一体 积 的乙烯 和一定量 的某 气 态未知烃混合 ， 测得其 相对氢气 的相对密 度为 １ ， 求 ２试
４ 反 应 原理 及 实 验 装 置 图 ．
２ ＋（ Ｃｕ ：２ ｕ Ｃ Ｏ ２ ｕ Ｃ Ｏ＋Ｃ＝２ ＋Ｃ ） Ｃｕ （，十
关键 词 ： 丝灼烧 铜
１ 改进 原 因 ．
氧化铜
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新 编 人教 版 初 中化 学教 材 １７页实 验 ６ ２ 采 用 木 ０ — ， 炭粉还原 氧化铜 ， 了达到高 温条件必须使用酒精 喷灯 为 或 带 金 属 网 罩 的酒 精 灯 加 热 ， 反 应 时 问 长 ， 验 现 象 且 实 往 往 不 甚 明 显 ， 不 到 演 示 的 真 正 目的． 者 做 了 如 下 达 笔 改 进 ， 到 了理 想 的效 果 ． 收
盖， 酒精 灯加 热 片刻 ， 可使 氧 化 铜 还 原 成 铜 ． 此 办 法 即 用 对 课 本 实验 加 以改进 ， 果 良好 ． 效
端 伸 人 盛 澄清 的石 灰 水 的烧 杯 中 ， 普 通 酒 精 灯 的外 焰 用
加热试管底部约 ３分钟 ． 可看 到烧杯中澄清 的石 灰水 渐 渐变 浑浊 ； 等试 管冷却后取 出铜丝 ， 清楚 看到铜丝 变 可 成 了红色 ， 明氧化铜被还原为铜． 说
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用正交设计法探讨木炭还原氧化铜
用正交设计法探讨木炭还原氧化铜的最佳实验条件费芳芳 (海宁市第一中学浙江嘉兴 314400)摘要：以“木炭还原氧化铜”实验为研究对象,用正交实验设计法探索此反应的最佳条件.结论为：取新制木炭和氧化铜按质量比1：4混合，研磨10分钟，用改良酒精灯加热进行实验效果最佳。
关键词：正交实验设计法木炭还原氧化铜最佳条件初中《自然科学》中有一炭的还原性的演示实验，即用木炭还原氧化铜，很多实验者都感觉到，这个实验条件难把握，成功率低，反应时间长，试管内物质颜色变化不明显或有少量砖红色物质产生。
有资料指出，其实这种砖红色物质是氧化亚铜，而不是铜[1]。
但反应失败时有的实验者将砖红色的氧化亚铜当作铜，致使学生产生误解，影响了对反应实质的把握。
有许多化学教学工作者都对这一反应进行了探索，对各因素的影响也已进行了大量研究，但侧重于单一参数变化对反应的影响[2]。
而各种因素对反应的影响大小不同，每种因素又可以有不同水平，这些因素水平之间又相互制约，因而简单实验并不能揭示各因素影响的大小。
因此本实验通过正交设计法对反应进行探索，欲找到此反应中各因素影响的大小及此反应的最佳实验条件。
1.实验仪器及试剂CuO粉末分析纯HNO3 1:1 分析纯HCl 1:1 分析纯浓氨水分析纯浓 H2SＯ4 分析纯KI（固体）分析纯KSCN（固体）分析纯木炭：用杨树杆烧红闷灭制得改良酒精灯：即双芯酒精灯，可用广口瓶和大橡皮塞制成。
将橡皮塞钻两个孔插入两根玻璃管，玻璃管中插入绕有钢丝的棉芯，并配以防风罩[3]。
SnCl2溶液（5% ）：称取20g SnCl22H2O溶于100mL浓HCl中。
此溶液临用前一天配制。
再加入Sn粒防止SnCl2被氧化，使用时三等体积稀释。
5%淀粉批示剂：称到0.5g可溶性淀粉，用少量水搅匀后，加入到100mL沸水中，搅匀、冷却后，加入0.1gHgI2作防腐剂。
Na2S2Ｏ3标准溶液[4]：（1）.配制称取26g Na2S2O35H2O，溶于500ml新煮沸的蒸馏水中，加0.20gNa2CO3 ，保存于棕色瓶中，置于暗处,七天后标定.（2）.标定：准确称取已烘干的K2CrO7 0.14g2份，分别放入250mL锥形瓶中，加10-20mL水溶解，再加入2gKI（固体）和60mol/L HCl溶液5mL，摇匀后盖上表面皿，放于暗处5min。
“ 木炭还原氧化铜”实验的创新论文
“木炭还原氧化铜”实验的创新益阳市安化县东坪镇中心学校唐汝友摘要：通过对“木炭还原氧化铜”实验的创新，改善其演示效果，缩短实验时间，提高实验的成功率，使教学更加方便。
关键词：木炭还原氧化铜创新表面氧化的铜片实验时间成功率可观察性“木炭还原氧化铜”是九年级化学教材中比较重要而又难于操作的一个实验，也是初中化学演示实验中令教师多少感到有点“头痛”的一个。
教材中原实验的主要不足之处有：反应速度慢，所需时间长；演示成功率低；现象不明显。
那么怎样才能使该实验做起来方便快捷、现象明显呢？我在实验室对其进行反复探究之后，设计出了下面这种较为理想的实验方案。
一、实验原理及装置1．实验原理2CuO + C 2Cu + CO2↑2．实验装置：二、实验创新之处1．用铜片表面的氧化铜薄层（新烤制）代替氧化铜粉末。
采用的新制氧化铜和过量较多的木炭粉可以加快反应速率，同时氧化铜用量很少更缩短了实验时间，并且生成的铜集中在铜片上,虽然少但很易观察到，不会被过量的木炭粉掩盖。
2．用玻璃管代替试管，并将表面氧化的铜片用铜丝固定在橡皮塞上，木炭粉也分两次加入。
这样，通过橡皮塞的控制作用，反应时可以使铜片表面的氧化铜与木炭粉充分接触；反应后可以使铜片离开木炭粉，更快地冷却；最后还可以很方便地将它取出。
3．实验结束时，将导气管的胶皮管用弹簧夹夹好，防止空气进入玻璃管，将灼热的铜重新氧化，确保实验成功。
4．设置对比，进一步强化实验效果。
三、实验器材铁架台（带铁夹）、玻璃管、导气管、弹簧夹、橡胶塞、酒精灯、垫木、火柴、小试管、试管架、药匙、烧杯、剪刀、滤纸、木炭粉、表面氧化的铜片、石灰水、棉布。
四．实验步骤1．将一表面氧化的铜片剪成两段，并分别通过铜丝固定在橡皮塞上，一段用于实验，另一段供实验后对比。
2．先从玻璃管的一端加入少量木炭粉，再从玻璃管另一端放入表面氧化的铜片，塞紧橡皮塞并调整位置，使表面氧化的铜片刚好位于木炭粉上，然后加入木炭粉将它覆盖，装上通入澄清石灰水的导气管，固定好装置。
木炭还原氧化铜实验改进
浅谈木炭还原氧化铜实验改进摘要:为培养创新型师资，提高师生的探究意识。
本文改变了现行化学实验传统的教学方法，重新设计了木炭还原氧化铜的实验。
结果表明，重新设计的实验效果明显，节省时间，有利于培养学生的创新、探究意识。
关键词：炭还原氧化铜实验改进药品装置为探究式教学服务木炭还原氧化铜在初中阶级是一个很重要的实验。
在我市采用的人教版义务教育课程标准实验教材《化学》九年级上册中，学生是从这个实验初次接触还原反应的，做好该实验是学习碳单质化学性质的关键。
所以本次实验的成功与否至关重要。
一原实验在教材中该实验是采用经烘干的木炭粉和氧化铜粉末共同加热来进行的。
但是我在实际中发现做这个实验有几点不足。
1、现象不明显。
当木炭粉末和氧化铜粉末反应后，试验后的铜粉的红色都会被黑色所覆盖，很难观察到铜粉的颜色。
2、加热时，药品易下滑，不易控制加热位置。
3、该实验花费时间长。
4、该实验用酒精喷灯，安全系数小。
4、不符合新课标理念里的探究理念。
二，改进后的实验1，药品上的改进。
①原实验用烘干的木炭粉末和氧化铜粉末，在实验前需要细细研磨。
两种药品的颗粒大小直接影响混合的均匀程度，进而影响实验效果。
我想，既然要求药品的颗粒要小。
就可以把木炭粉末换成复印机用的碳粉进行实验，因为复印机的碳粉颗粒非常小，就可以减少实验前研磨这个环节，只要把碳粉和氧化铜充分混合就可以。
②按照碳还原氧化铜的方程式计算可是碳粉和氧化铜的配比是1:13，而我通过实验，从碳粉和氧化铜配比从1:1～1:13，发现1:3的配比实验效果最好。
碳粉和氧化铜共取0.3g充分混合就可以。
实验现象非常明显，而且操作简便。
药品经过上述改进，有条件的学校可以把该实验改成分组探究实验，可以极大的提高学生的学习兴趣。
2，实验装置的改进。
①药品由木炭粉换成复印机碳盒里的碳粉后，就不需要酒精喷灯加热，直接用酒精灯加热就可以观察到明显的实验现象，大大提高了本实验的安全系数。
而且也有利于把本实验改成分组探究实验。
木炭还原氧化铜实验改进2例
木炭还原氧化铜实验改进2例摘要:针对初三化学教材中木炭还原氧化铜实验的不足之处,分别从仪器改进、药品添加方法、药品配比及用量4个方面进行了改进。
改进后的2个实验具有操作简便、安全,实验完成时间短,现象明显等特点,便于开展学生分组实验。
关键词木炭还原氧化铜实验操作学生分组实验胖肚管木炭还原氧化铜是初中化学的一个重要实验,能否做好该实验是学好“碳的化学性质”的关键。
但该实验由于受多个条件的限制,完成实验所需时间长,难度大,往往很难成功。
那么如何将这个实验变成一个快捷、操作简便、现象明显的学生实验,让每一个学生都能亲自动手,体验实验的乐趣,从而达到培养学生科学素养、创新能力的目的呢?为了解决这个问题,笔者经过多次的实验和探索,终于找到了2种简便易行、现象明显的实验方法。
1 改进方案11.1 实验用品自制胖肚管1个、胶头、酒精灯、网罩、药匙、纸漏斗、塑料吸管、自制塑料滴管、棉签、胶水、试管夹。
木炭粉、氧化铜、澄清石灰水。
1.2 实验装置的组装(1)胖肚管的制作:用酒精喷灯灼烧玻璃管(长约18 cm)的一端,使之密封。
然后将喷灯移至距玻璃管另一端约5 cm处,边加热边吹气,使此处的玻璃受热产生胖肚。
(2)纸漏斗的制作:将普通纸叠成圆锥状,剪掉尖端,截口处连接塑料吸管即制成了便于添加固体药品的长颈纸漏斗。
(3)塑料滴管的制作:用塑料眼药瓶连接上塑料吸管,并将塑料吸管的开口处剪成斜面,以便于液体的流动。
(4)在胖肚管开口的一端加装胶头(收集尾气用)。
(5)拆卸报废的石棉网上的铁丝网,弯成筒状,并套在酒精灯灯头上,以使火焰积聚,提高温度。
1.3 药品配比根据化学方程式计算,木炭与氧化铜完全反应的质量比约为1∶13。
我们根据人教版化学九年级《教师教学用书》(上册)第165页提供的实验建议,按木炭与氧化铜的质量比1∶(9~13)进行实验,加热时间较长、很难观察到红色的铜。
为了提高实验效果,我们自制了一套仪器,按照木炭与氧化铜的不同质量配比(实验所取木炭与氧化铜混合物的质量为0.3 g),经过反复的试验【1】,得到实验数据见表1。
对木炭与氧化铜反应实验的改进
碳和氧化铜反应装置改进前与改进后
改进前
改进后
对碳与氧化铜反应的装置进行改进
碳和氧化铜的反应
现象：
黑色粉末逐渐变成 光亮的红色，澄清 石灰水变浑浊
方程式：
C+2CuO===2Cu+CO2
高温
原装置图存在的弊端
1、因碳和氧化铜都是 黑色的粉末，在反应过 程中可能会堵塞试管口， 造成气体不易排出； 2、导管插入液面以下， 若操作不当，容易使液 体倒流到试管，使试管 炸裂。
化学实验改进木炭还原氧化铜
1、实验设计的思路 （1）木炭作为首选反应物 （2）无论选择何种木炭，都需进行烘干和研磨 （3）选用酒精灯为热源 （4）如图实验装置可以完成实验，不必再将其复杂化 （5）在一定比例的木炭和氧化铜的混合物中添加一定量的氯化剂
图 木炭还原氧化铜 2、实验条件的改进
经多次定量实验研究发现，在实验室条件下，采用 CaCl2 作为氯化剂为最佳条件。 3、实验步骤及现象
（1）称量 （2）研磨混匀，约取 2 克混合物平铺于硬质试管的底部 （3）固定好仪器加热 （4）ຫໍສະໝຸດ 应结束后，用止水夹夹紧胶管，停止加热
木炭还原氧化铜实验的再探究
木炭还原氧化铜实验的再探究作者：汪阿恋吴新建张贤金叶燕珠来源：《化学教学》2015年第04期摘要：为解决木炭还原氧化铜实验存在的不足，在总结文献资料相关方法的基础上，探究木炭还原氧化铜实验的最佳反应条件。
使用自制的高活性木炭粉，以酒精灯为热源，在传统的固固加热装置中进行木炭还原氧化铜的比较实验，使操作简便，实验现象明显，成功率高，有良好的课堂演示效果。
关键词：木炭还原氧化铜；实验探究；演示实验；实验改进文章编号：1005–6629（2015）4–0066–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B“木炭还原氧化铜”实验是初中化学一个重要的固相反应演示实验，可以让学生学习固相反应，了解木炭具有还原性，在化学教学中有着重要的意义。
但由于该实验影响因素较多，若控制不好条件往往得不到明显的实验现象，是一个公认的疑难实验。
近年来许多人对该实验进行了探究，也有不少的改进方案，但仍然存在实验成功率不高、实验现象不明显、装置复杂等问题。
如何做好该实验，还需做深入探究。
1 实验改进方案综述人们从不同的角度对该实验进行了改进，有人从反应物选择方面入手，例如蒯世定等[1]采用加热铜绿[Cu2（OH）2CO3]生成的新制氧化铜与木炭粉、石蜡等反应，实验效果明显；任娟等[2]采用固相反应法直接制备纳米氧化铜，且木炭与纳米氧化铜的质量比为1：10，以装有95%酒精的酒精灯作为热源加热。
在反应物配比方面，李晓萍[3]认为实验关键条件是反应物配比，其他因素只是影响了配比，反应物木炭与氧化铜的最佳配比为1：10.5～1：11，干燥与否、称取木炭质量的不同等因素只是造成了实际比例的改变。
有的老师则改换了实验装置，比如李颖等[4]选择了自制的胖肚移液管来做这个实验，使装置可重复使用，操作简便，现象明显，药品用量少，适合学生分组实验；刘彬[5]在采用硬质玻璃管（Φ7×85mm）制作的微型仪器中进行实验，并利用正交试验方法选择反应的最佳条件，节省药品并减少废弃物的排放，可培养学生的环保意识。