《铜与浓硝酸反应》实验改进
铜与硝酸实验的新改进
课程篇鲁科版高中化学《氮的循环》课中，硝酸与铜反应实验：在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸（4mol/L）和浓硝酸（15mol/L），立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。
该实验除了探究硝酸强氧化性外，由于教材没有编排NO和NO2的性质实验，还要承担NO与氧气反应以及NO2与水反应的探究。
教材上实验在试管中进行，存在以下问题：首先，尾气处理简单，导致NO、NO2逃逸到空气中而污染环境，不适合设计成学生自主探究活动；其二，试管中有空气，无法观察到NO生成、NO 转变成NO2、NO2与水反应的现象。
笔者认为：一次成功的实验探究过程体验常常令人终身难忘，胜过教师千百次强调。
使用一次性输液袋改进该实验并设计成探究活动，具有绿色环保、便于操作、现象明显等优点。
一、实验装置一次性输液袋化学性质非常稳定，安全性、气密性、可控性均很好。
切除原有密封塞，配上4号橡皮塞和注射器可以成为硝酸与铜反应装置，实验过程中通过硝酸的量控制反应。
使用注射器可以抽干输液袋中空气，形成真空环境，从而观察到无色NO生成；也可以添加空气，观察到NO转变成红棕色NO2生成；还可以添加水，完成NO2与水反应；添加NaOH溶液把尾气处理在密闭容器中。
二、实验步骤1.铜与稀硝酸反应（1）实验操作先取少量铜片加入输液袋（110mL），用橡皮塞密封袋口，挤压输液袋检查是否漏气。
接着用空注射器抽干输液袋中空气，形成真空环境。
另取一支注射器（内装4mol/L稀硝酸），缓缓注入输液袋，观察现象。
再用空注射器注入空气，观察气体颜色变化。
实验结束后把NaOH溶液注入输液袋，震荡，观察现象。
（2）实验现象铜与稀硝酸反应可以观察到无色NO气体生成，溶液颜色由无色变为蓝色，注入空气后，NO快速与氧气反应生成红棕色气体NO2。
注入NaOH溶液尾气处理后，红棕色气体消失，输液袋变扁。
2.铜与浓硝酸反应（1）实验操作先取少量铜片加入输液袋（110mL），用橡皮塞密封袋口，挤压输液袋检查是否漏气。
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。
铜与浓稀硝酸反应演示实验的改进
铜与浓\稀硝酸反应演示实验的改进作者：李雪琼来源：《中学教学参考·理科版》2010年第09期人教版高中化学教科书第二册第一单元第三节铜与硝酸反应的演示实验是在试管里各放入一小块铜片,分别注入浓、稀硝酸,用导管将产生的气体通入NaOH溶液中,通过此实验说明硝酸具有强氧化性,并通过观察产生的气体颜色证明浓、稀硝酸还原产物不同。
一、改进实验的原因第一,实验现象不够明显。
铜与稀硝酸反应在试管中进行,由于试管中有空气,使产生的无色的NO气体很快被氧化为红棕色的NO2,因而在实验中很难看到NO为无色这一现象,也不便观察无色的NO遇空气变成红棕色的现象。
第二,实验的严密性不够。
因为试管中有空气,不能由观察到红棕色气体的产生,就直接断定浓硝酸的还原产物一定是NO2。
第三,尾气处理不够彻底。
铜与浓硝酸反应结束后,NO2气体不能完全排出,残留在试管中,拆卸装置时这些气体就会弥漫在实验场所中。
在铜与稀硝酸反应的演示实验中,要求将胶塞打开,观察NO全部转变为NO2的现象,这样NO、NO2气体就直接排放于实验场所。
这些气体严重影响着师生的身体健康,不符合绿色化学实验的要求。
二、实验改进的思路第一,用CO2排尽装置内的气体,使铜和浓、稀硝酸的反应都在无氧气的条件下进行,防止O2对实验现象的干扰。
第二,为防止NO、NO2对环境的污染,采用密闭体系实验。
铜和浓硝酸反应后,用CO2将装置内的NO2全部排出,用NaOH溶液吸收;铜和稀硝酸反应后,往装置中通入O2,可以看到无色气体变成红棕色气体的明显现象。
同时,不断通入的O2可以将NO全部转化为NO2并排到NaOH 溶液中。
实验中NO、NO2没有散逸到空气中,符合环保要求。
三、改进后的实验1.实验装置图2.实验仪器和药品(1)仪器:具支试管(1支)、250mL分液漏斗(2个)、长颈漏斗(1个)、锥形瓶(2个)、250mL烧杯(1个),弹簧夹(3个)、橡胶导管、玻璃导管、铁架台,玻璃棒等。
浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案
浓稀硝酸与铜反应的实验改进思路及方案实验目的：观察浓稀硝酸与铜反应，了解其化学性质，并能够对实验进行改进，提高实验效果。
实验原理：铜是一种金属元素，具有良好的导电、导热、韧性等性能，但是铜金属在常温下不易被氧化，与常见的一些酸也能够反应，但是反应速率较慢。
在实验中，浓稀硝酸与铜反应的化学反应式如下：Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O实验步骤：1. 实验前准备a) 准备所需试剂和设备：铜片、浓硝酸、稀硝酸、烧杯、滴管、玻璃棒等。
b) 洗手并戴好实验手套，穿戴实验服。
c) 用超纯水进行清洗操作区域，并使用60%乙醇喷射杀菌。
2. 实验操作a) 取一片铜片，用砂纸擦拭表面，将其放入烧杯中。
b) 加入15mL浓硝酸，将烧杯放在热板上进行加热，保持在65-70℃的恒定温度下反应15分钟。
c) 取出烧杯，使其自然冷却。
d) 将残液浓缩至5-6mL，加入10mL稀硝酸。
e) 将产生的气体与铜溶液分离出来，用滤纸进行过滤，收集产物。
3. 实验结果实验中，我们可以观察到铜片在加入浓硝酸中后逐渐产生气泡，反应产物为淡蓝色的铜(II)硝酸盐。
实验改进：虽然以上实验过程能够得到预期的实验结果，但是我们仍然可以对实验过程进行改进，以提高实验效果。
1. 热板调整：在实验中，铜片和硝酸混合后在热板上进行加热，但是在实际操作中，铜片与热板的接触面积很小，热量传导不够充分。
我们可以调整热板，使得热量更加均匀地传导到铜片上，提高反应速率。
2. 活化铜片：铜片的表面通常被氧化层包裹，影响了铜片与硝酸的反应速率。
我们可以事先将铜片进行活化处理，使表面氧化层被去除，以便于反应的进行。
3. 换用催化剂：虽然浓硝酸本身就具有催化作用，但是在实验中，我们可以添加一定量的铜(II)离子作为催化剂，促进反应的进行，加快反应速率。
4. 改进的实验步骤：a) 准备所需试剂和设备，并按照规范穿戴实验服、戴上手套和护目镜。
铜与浓、稀硝酸反应实验的改进
铜与浓、稀硝酸反应实验的改进
作者/收集者：黑龙江省哈尔滨电力职业技术学院胡绮凤/黑龙江省大庆第十三中学白晓红1．原实验存在的问题
高中现行教科书关于铜与浓、稀硝酸反应的实验中存在的主要问题是：由于铜与浓硝酸反应的速率较快，致使教师来不及罩上塑料袋而导致生成的二氧化氮气体外逸，污染环境。
即使能够罩上，在罩的过程中也会手忙脚乱，学生的注意力会集中在教师怎样罩塑料袋，而忽视了试管中的反应现象，使实验失去了作用。
2．改进方法
实验前，准备好与试管配套的事先已系上塑料袋的带导管的胶塞。
实验时，向盛有铜片的试管中加入浓、稀硝酸后，立即塞上上述已准备好的胶塞（如图1所示），可观察到铜片与浓、稀硝酸反应的现象，生成的气体进入塑料袋。
以上改进操作简单，克服了原实验存在的不足。
《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。
铜与浓硝酸、稀硝酸反应演示实验的改进
铜与浓硝酸、稀硝酸反应演示实验的改进作者：孙爱云来源：《试题与研究·教学论坛》2015年第07期一、实验原理二、鲁科版教材中的设计在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸和浓硝酸，立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。
1.主要缺点（1）产生的NO和NO，气体不能被完全吸收会污染环境。
（2）不能更好地将两实验形成鲜明的对比。
（3）不易控制实验。
2.改进目的（1）有助于学生更好地理解和掌握硝酸的重要性质。
（2）有助于开展实验方法教育和环保意识教育。
3.改进方案（1）实验用品：两支具支试管、烧杯、T型管、浓硝酸、稀硝酸、一端绕成螺旋状的铜丝两根、氢氧化钠溶液、玻璃管、打气球。
（2）实验装置图（3）实验步骤：①在左右两边具支试管中分别加入等体积的浓硝酸、稀硝酸，按装置图连接好仪器，放在试管架上。
②将两根铜丝同时插入浓硝酸、稀硝酸中，观察两支具支试管中的反应现象。
③实验后同时将铜丝拔出脱离反应液，然后分别用打气球通过玻璃管向试管中鼓人空气。
（4）实验现象及解释：图中I产生红棕色气体，图中II产生的气体在液面上变成红棕色，后随红棕色气体的排出，生成的气体为无色。
其原因是试管中的02与生成的NO反应生成NO。
图中II鼓入空气气体又变成红棕色。
反应后图中I溶液为绿色，图中II溶液为蓝色。
鼓人空气后溶液都为蓝色，这是因为试管I中溶有NO，鼓人空气NO，溢出。
（如果我们加热I试管也可得到同样的结果）（5）改进的优点及说明：①实验装置简单、操作简单，用药少，污染小，现象明显，对比性强。
②可使学生做到观察与思考同步，实验与思维并进，从而达到传授知识和能力培养的统一。
③浓硝酸、稀硝酸与铜反应的目的，一是比较两者反应现象，二是使生成的NO和NO，都能被NaOH溶液吸收，可避免有害气体对环境的污染，发生的反应为：NO+NO2+2NaOH =2NaN02 +H20；2N02 +2NaOH =NaN03+NaN02+H20（NO不能单独被NaOH 溶液吸收）。
铜与浓、稀硝酸反应实验的改进[原创]
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铜与浓、稀硝酸反应实验的改进
在讲铜与浓HNO3反应时，课本上装置很难做到NO2不泄露，会对环境产生严重污染，而做铜与稀HNO3反应时，又不能很好的检验生成的NO。
为了做好演示实验，经过实验，笔者进行了如下改进：
一、药品
铜丝、浓硝酸、稀硝酸、NaOH溶液
二、仪器
带支管的试管、软木塞、乳胶管、90°角的导管、普通试管、直径1.5厘米的微型U型管、启普发生器上的活塞、微型试管
三、装置
（一）铜与浓HNO3装置
一支带支管的试管，上配一软木塞，木塞上插一根铜丝（可上下抽动），支管处由乳胶管连接一弯90°角的导管，使其伸入一个装有NaOH溶液的试管中。
附图（一）
（略去铁架台）
（二）铜与稀
一支直径
普发生器上的活塞，活塞另一端接微型试管。
附图（二）
图（二）
四、操作
Cu与浓HNO3的反应：向试管中倒入NaOH溶液，把插有铜丝的木塞塞上，并把导管伸入NaOH溶液中。
演示完毕，把铜丝往上抽，使铜丝与溶液脱离接触，反应自行停止。
Cu与稀HNO3的反应：先按图搭好装置。
拔下单孔塞，向左边已塞有木塞的U型管中加入稀HNO3至近管口，使U型管稍朝右倾斜。
塞上插有铜丝的单孔塞（注意此时启普发生器活塞关闭），反应开始，有无色气体生成，2分钟后打开上面活塞，使生成NO进入小试管中，将看到小试管中有明显的红棕色。
五、优点
反应现象明显，无污染，装置（一）可控制反应随时进行随时停止，装置（二）微型化，对生成有毒气体的实验很适用。
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实验用品
实验药品 铜片 浓硝酸 蒸馏水
氢氧化钠溶液
实验仪器
镊子 铁架台 医用三通阀 注射器
实验装置及说明
A
B C
医用三通阀
①简化实验装置且 气密性良好； ②调节三通阀方向， 可添加药品及控制 物质间的反应； ③适用于有害气体 的实验。
实验装置及说明
浓
铜
HNO3
片
NaOH
实验操作
Cu与浓HNO3反应
NO2与H2O反应
实验操作
尾气处理
NO与O2反应
改进的意义
简 易
注射针筒 医用三通阀
环
实
保
用
尾气处理
操控性强 现象明显 适用于有害气体实验
谢谢！
铜与浓硝酸反应的实验改进
一、实验目的 二、实验用品 三、实验装置及说明 四、实验操作 五、改进的意义
实验目的
铜与浓硝酸反应实验设计初衷
高中必修阶段教学重难点之一。人教版教材中 未设计演示实验，学生不能直观了解铜和浓硝酸 的反应。
已有实验装置存在许多不足。如药品用量较大、 实验现象不明显、有毒气体易泄露等问题。