铜与浓硝酸反应的演示实验
铜和浓硝酸反应的化学方程式
铜和浓硝酸反应的化学方程式
铜和浓硝酸反应的化学方程式是：Cu（s）+4HNO3（aq）=Cu（NO3）2（aq）+2NO2（g）+2H2O（l）。
这个反应表明，金属铜在浓硝酸的作用下，会产生氮氧化物Cu（NO3）2和一氧化氮NO2以及水分子H2O。
因此，这一反应也被称为“铜的硝化反应”。
铜和浓硝酸反应的反应原理是：硝酸的H+离子可以攻击金属铜，使其受到氧化作用，形成一氧化氮NO2，同时金属铜被氧化成Cu2+离子，并与硝酸中的氮原子结合，形成了二价离子Cu（NO3）2.这样，两种气体NO2和H2O就被产生出来了。
实验中，可以将金属铜放入浓硝酸中，使其反应，产生出氮氧化物Cu（NO3）2和一氧化氮NO2。
当反应结束后，可以用重量法测量反应物和生成物的量，以确定反应的化学方程式。
铜和浓硝酸的反应本质上是一个氧化还原反应，其中金属铜作为还原剂，被氧化成Cu2+离子；而HNO3则是氧化剂，其中的H+离子可以攻击金属铜，使其氧化。
另外，可以看到，铜和浓硝酸反应的中间过程中有一氧化氮NO2的生成，因此这个反应具有一定的危险性，在实验中要注意安全。
此外，铜和浓硝酸反应的化学方程式中，右端有水分子H2O的生成，这也意味着，在反应过程中会产生大量的热量，因此实验中应注意采取相应的措施，避免发生意外。
总之，铜和浓硝酸反应的化学方程式是：Cu（s）
+4HNO3（aq）=Cu（NO3）2（aq）+2NO2（g）+2H2O（l）。
这一反应本质上是一个氧化还原反应，在实验中要注意安全，并采取相应的措施，以保证反应过程的顺利进行。
铜与浓硝酸反应实验的改进
总第342期2020年7月铜与浓硝酸反应实验的改进张少文摘 要：铜与浓硝酸的反应是苏教版高中《化学(必修1)》中的一个演示实验，按照教材中的步骤来完成此实验，有一些不足之处。
将此实验进行适当改进，可以节约试剂，提高环保性，同时发展学生的化学学科核心素养。
关键词：铜；浓硝酸；实验；改进作者简介：张少文，本科，高级教师。
浙江省海盐县元济高级中学，314300一、问题的提出苏教版高中《化学(必修1)》第100页的实验1，将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2 mL 浓硝酸，将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中，观察实验现象(见图1)。
图1按教材中实验描述铜与浓硝酸会迅速反应，生成红棕色的二氧化氮气体，现象明显，但也有缺点和不足，如反应无法控制，直至铜片或硝酸完全反应后才会停止，造成药品的浪费。
此外，若要实现一氧化氮与氧气的反应，需要将集气瓶从水槽中取出，容易使气体产物逸散而造成污染。
二、实验改进1.实验目的学习铜与浓硝酸的化学反应，通过该创新实验体会知识与实际生活的联系，培养学生的环保意识，体会知识间的联系在实验设计中的重要性，培养学生的实验创新意识[1]，发展学科核心素养。
2.实验原理Cu + 4HNO 3( 浓)==Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O 3NO 2 + H 2O ==2HNO 3 + NO ↑2NO + O 2==2NO 2↑3.实验仪器与药品大试管1支、2支塑料注射器(规格10 mL)、塑料瓶(规格50 mL)、橡皮塞、铜丝、浓硝酸、蒸馏水。
4.实验步骤及现象(1)组装好装置，检查气密性，装入浓硝酸，将铜丝插入浓硝酸中(见图2)。
图2(2)可以观察到铜丝与浓硝酸剧烈反应，溶液变成蓝绿色，同时产生大量的红棕色二氧化氮气体，充满整个试管。
此时，将铜丝抽离浓硝酸，用2支注射器吸满二氧化氮气体(见图3)。
图3(3)用注射器将吸取的红棕色气体注入装有蒸馏水的小塑料瓶中(见图4)。
铜与浓硝酸反应后的溶液颜色探究
铜与浓硝酸反应后的溶液颜色探究东海县第二中学王怀海【实验教学目标】1.通过实验掌握浓硝酸的不稳定性与硝酸的强氧化性2.通过对铜与浓、稀硝酸反应后生成硝酸铜溶液颜色的不同的探究，培养学生分析解决问题的能力和初步的科学探究能力。
【实验用品】试管、酒精灯、胶头滴管、U型管、分液漏斗、试管夹、导管、水槽、集气瓶、橡皮塞；浓硝酸、0.5mol/L硝酸铜溶液、水、硝酸铜晶体、铜片、火柴。
【知识准备】Cu2+在水溶液中一般呈现颜色，NO气体是色，NO2气体是色。
1.硝酸的不稳定性（1）实验室长期放置的浓硝酸呈黄色是因为什么？试用化学方程式解释之。
（2）如何使呈黄色的浓硝酸恢复为无色？说说你的方法及理由。
2.硝酸的强氧化性（1）铜与浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O现象：常温下反应剧烈，铜片溶解；有色的气体产生；溶液变；加水稀释溶液变为色。
（2）铜与稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O现象：常温下反应缓慢，铜片溶解；有色的气体产生；气体接触空气时立即变成色；溶液变。
3.铜与浓稀硝酸反应生成硝酸铜颜色不同的探究铜与浓稀硝酸反应都有共同的产物硝酸铜，理论上得到的溶液都为蓝色，但实际实验中，铜与稀硝酸反应得到的溶液是蓝色的而与浓硝酸反应后得到的溶液是绿色的。
加水稀释后溶液变为蓝色。
引起这种变化的原因是什么？师生共同探讨，猜想：猜想1：铜与浓硝酸中生成的Cu2+浓度比稀硝酸大，加水稀释Cu2+浓度减小，溶液变为蓝色。
猜想2：铜与浓硝酸生成的NO2是红棕色的，溶解于硝酸铜溶液中与其蓝色相互影响而显绿色。
教师引导，师生共同设计实验方案针对猜想1设计实验方案1：配制少量0.5mol/L的硝酸铜稀溶液，观察溶液颜色，加入硝酸铜晶体直至饱和，观察溶解过程中溶液的颜色变化。
针对猜想2（方案3与4的设计对学生有一定的难度，因此设计了硝酸不稳定性实验，以此启发学生的思路）设计实验方案2：配制少量0.5mol/L硝酸铜稀溶液，观察溶液颜色，向其中通入NO2气体，观察颜色变化。
铜和浓硝酸反应配平方法
铜和浓硝酸反应配平方法
铜和浓硝酸反应配平方法：电子得失法
电子得失法的原理是：氧化一还原反应中，还原剂失去电子的总数必须等于氧化剂获得电子的总数。
根据这一规则，可以配平氧化一还原反应方程式。
1．从反应式里找出氧化剂和还原剂，并标明被氧化或还原元素的原子在反应前后化合价发生变化的情况，以便确定它们的电子得失数。
2。
使得失电子数相等，由此确定氧化剂和还原剂等有关物质化学式的系数。
3．由已得的系数，判定其它物质的系数，由此得配平的反应式。
配平金属铜与浓硝酸起反应的化学方程式：
Cu十HNO3(浓)——Cu(NO3)2十NO2↑十H2O
[分析](1)从反应式看，HNO3为氧化剂，Cu为还原剂。
其化合价的变化和电子得失的情况为：0+5+2+4
Cu+HNO3---Cu(NO3)2+NO2+H2O
(2)使电子得失数相等，由此确定以此有关的物质的系数：
0+5+2+4
1Cu十HNO3——1Cu(NO3)2十2NO2十H2O
(3)据此，推断其它化学式的系数：反应式右边生成物多出2个N原子，故必须在反应式左边再增加2个HNO3才可使两边的N原
子平衡，此时左边共有4个HN03，为使两边的氢原子数相等，右边H2O的系数应配为2，于是得：Cu十4HNO3——Cu(NO3)2十2NO2十2H2O
(4)氧原子未作考虑，但所有系数均已确定了，故还得最后验证一下，若两边的氧原子平衡了，则方程式就可被确认配平。
实际上上式的氧原于已平衡了，故得：Cu十4HNO3======Cu(NO3)2十2NO2↑十2H2O。
《铜与硝酸反应》课件
铜在酸性条件下，可以与氢离 子发生置换反应，放出氢气。
硝酸的化学性质
硝酸是一种强酸，具 有酸的通性，能够与 金属反应放出氢气。
硝酸在光照条件下易 分解，产生二氧化氮 、氧气和水。
硝酸具有强氧化性， 在反应中氮元素被还 原为氮气或一氧化氮 。
铜与硝酸反应的化学方程式
要点一
在稀硝酸中，铜与硝酸反应生成 硝酸铜、一氧化氮和水
《铜与硝酸反应》ppt课件
目录
• 铜与硝酸反应的化学原理 • 铜与硝酸反应的实验操作 • 铜与硝酸反应的实验结果与讨论 • 铜与硝酸反应的应用 • 安全须知
01
铜与硝酸反应的化学原理
铜的化学性质
铜是一种金属元素，具有金属 的通性，如导电、导热等。
铜在常温下比较稳定，不易与 空气中的氧气反应，但在加热 条件下，铜会与氧气反应生成 氧化铜。
实验器材准备
实验器材
烧杯、试管、滴管、铜片、硝酸、酒精灯等。
实验试剂
浓硝酸、稀硝酸、铜片。
实验材料
实验操作台、手套、护目镜等。
实验操作步骤
步骤一
将铜片放入烧杯中，加入适量 的浓硝酸，观察反应现象。
步骤二
待反应结束后，将烧杯中的液 体倒入试管中，用滴管取少量 溶液滴入另一只试管中，观察 颜色变化。
在实验室研究中的应用
化学实验
铜与硝酸的反应是中学化学中一个重要的实验，通过这个实验可以让学生了解 金属与酸的反应以及氮的氧化物的生成。
研究反应机理
在实验室中，可以通过控制反应条件，研究铜与硝酸反应的机理和动力学，进 一步了解反应的本质和规律。
在日常生活中的应用
处理废弃物
铜与硝酸的反应可以用于处理某些废弃物，如印刷电路板等，通过反应可以将金 属回收再利用。
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，
铜与浓硝酸反应溶液颜色探究PPT优秀课件
大量铜与浓硝酸反应后可得 蓝色溶液
12
铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓) → Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 铜与稀硝酸反应: 3Cu+8HNO3(浓) → 3Cu(NO3)2+2NO↑ +2H2O
1
稀释过程中发生的变化
稀释前
Cu2+浓度较大
稀释后
HNO3浓度较大
NO2溶解在其 中呈棕黄色
Cu2+浓度变小
HNO3浓度 变小
10
验证结论:
如结论正确那么向铜与硝酸反应后的绿色 溶液中再加铜片，消耗硝酸使其浓度降低， 不利于二氧化氮在水中的物理溶解，溶液 应由绿色变为蓝色。
现象：溶液由绿色变为蓝色！
11
本节回顾
绿色溶液稀释变蓝
推测
可能导致溶液呈绿色的三种原因
验证
溶解其中的二氧化氮的红棕色与铜离子的 蓝色叠加呈绿色
预测并验证
方
⑶等量铜片溶解在
案
等体积浓稀硝酸里
⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分
仍为蓝色
浓硝酸反应后得 绿色溶液，稀硝 酸得蓝色溶液
仍为蓝色
4
实验验证
1．验证:铜离子浓度大导致溶液呈现绿色
⑴配制硝酸铜浓溶 液
实 验
⑵向稀释后的蓝色溶 液中再加硝酸铜晶体
方
⑶等量铜片溶解在
案
等体积浓稀硝酸里
⑷蒸发稀释后的蓝 色溶液中的水分
溶解其中 的NO2消失
2
溶液呈绿色的可能原因
1．铜离子浓度大导致溶液呈现绿色 ２．过量的浓硝酸与硝酸铜混合导 致溶液呈现绿色 ３．溶解其中的二氧化氮的红棕 色与铜离子的蓝色叠加呈绿色
铜和浓硝酸、稀硝酸反应创新设计
铜和浓硝酸、稀硝酸反应创新设计作者：彭运定来源：《发明与创新·中学生》 2013年第7期湖南省汨罗市第三中学彭运定铜和硝酸反应实验本是人教社《全日制普通高级中学教科书(必修加选修)化学》第二册第16页演示实验，新课程高中化学必修1第四章也将此实验增加为演示实验。
实验装置原型如图1，虽然达到了一定的演示效果，但实验所使用浓、稀硝酸的量较多，反应剧烈，较难控制，且产生的二氧化氮、一氧化氮气体因为得不到有效处理而污染空气。
因此在教学过程中，我对实验装置进行了改进。
一、实验器材10mL医用注射器2个，胶皮管10cm，止水夹2个，镊子，铜片，浓硝酸，氢氧化钠溶液。
二、实验装置与原理图见图2、图3三、实验过程与效果1.组装实验仪器。
先将注射器的活塞从空筒中抽出，用镊子取一小块铜片放进注射器的空筒中，在将活塞塞进空筒中。
2.利用医用注射器抽取0.5mL的浓硝酸，将注射器先倒置向下拉活塞，使胶皮管中的浓硝酸进入空筒中，在向上推活塞排尽空筒中的空气，用止水夹夹住胶皮管。
3.铜和稀硝酸反应的实验与上述操作方法大体相同，只是在抽取浓硝酸之前预先抽取1mL的水，将浓硝酸稀释为稀硝酸。
4.实验结束后打开止水夹，将注射器中的反应液和气体推入氢氧化钠溶液中，将其吸收（铜与稀硝酸的反应处理略有不同，打开止水夹后应先将活塞向下拉，使少量空气进入空筒中，将产生的一氧化氮转化为二氧化氮，再将反应液和气体推入氢氧化钠溶液中将其吸收）。
5.两次实验对照可清晰地看到所产生气体的颜色及反应速率的快慢。
改进后的实验装置为学生探究实验的成功巧设了台阶，使实验现象更加直观，效果更加明显。
学生对浓硝酸和稀硝酸与铜的反应产生了深刻印象，还增强了学生的环保意识，培养了学生严谨、求真、求实的学习作风。
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铜与浓硝酸反应的演示实验
做浓硝酸与铜反应的实验，可用"气室"法进行投影演示。
方法是：在直径为12cm的培养皿中加一些水（水层高约0.5 cm），将其放在预热好的投影仪载物台上，把直径为6cm的培养皿放在加水的培养皿中；向直径为6cm的培养皿中加一薄层浓硝酸，然后再放入一小块铜片，立即用直径为10cm的培养皿盖在上面以形成"
气室"（如下图所示）。
此方法操作简便，效果很好。
可以看到，铜片与浓硝酸剧烈反应，铜片周围的溶液很快变成蓝色，同时产生气泡并推动铜片较快地移动，这时逐渐看到"气室"内产生红棕色气体，最后直径为6cm的培养皿中的溶液全部变成蓝色。