高中化学改进实验硝酸与铜反应
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)。
第五章第二节《氮及其化合物》铜与硝酸反应一体化实验课件高一下学期化学人教版
PART THREE
教学过程
实验教学过程
环节一 提出问题 引出课题
1
教材实验有没有缺点？如何 对实验进行改进？
环节三 优化方案，科学检验
3
2
环节二 发表观点 自主探究
3 教学过程
工教作学背回景顾 实验内容 教学过程 教学反思
实验过程
PART FOUR
教学反思
4 教学反思
工教作学背回景顾 实验内容 教学过程 教学反思
铜与硝酸反应一体化实验
说课内容
Lessons Process
1 教学背景 2 实验内容 3 教学过程 4 教学反思
PART ONE
教学背景
1.1课标要求
教学提示
工教作学背回景顾 实验内容 教学过程 教学反思
铜和硝酸的反应以及氮 氧化物的性质是高中化学的 重要内容。
图1 课标要求（2017年版2020年修订）
新人教版教材上的实验装置：在橡胶塞侧面挖一个 凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向具支试管中加
入2ml浓硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与浓硝酸
接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
该实验不能得到纯净的二氧化氮气体，具支试管里会残留NO2，难以处理，有较大 的污染性，不能一体化探究氮氧化合物的性质以及转化。
铜与硝酸反应会生成有毒的NO2或NO，容易对实验者的身体造成伤害， 因此铜与硝酸反应的实验一直是高中化学演示实验中比较难做的实验。
1.1课标要求
工教作学背回景顾 实验内容 教学过程 教学反思
目前已有的人教版教材中，2007年版教材没有设置实验，仅在铜与浓硫酸反应 实验后简单提及“铜与硝酸也能发生类似反应“。
医用三通阀：医疗上常用的部件，三通阀横的朝向那 边，那边就处于关闭状态。通过调节方向，它可以控 制反应物之间的反应，也可以保证在添加药品时，气 体不漏气。它非常适合有有害气体参与的实验。
人教版 高中化学 必修一 第4章 第4节《硝酸、氨、硫酸》-铜和浓稀硝酸的反应实验 教学设计
苏教版高一年级上《铜与浓稀硝酸的反应》实验教学设计【教材分析】本课时内容“硝酸的性质—铜与浓稀硝酸的反应”是苏教版化学1(必修)“专题 4硫、氮和可持续发展”中“第二单元生产生活中的含氮化合物”的第三部分内容。
在这一专题里教材安排了较多的实验，《新课程化学科教学指导意见》指出，对本专题的学习应该采取实验探究的方法，使学生①理解教材实验设计的原理；②学会通过实验现象的分析去认识物质的性质；③体验实验探究的过程和乐趣。
【学情分析】“硝酸的性质—铜与浓稀硝酸的反应”是苏教版化学1最后一专题的最后一块内容。
到本专题止，教材已基本完善了高中必修阶段无机物的知识体系。
学生对化学实验的基本操作已有了一定的了解，并且具备了一定的实验设计能力，他们在心理上有很强的动手欲望，渴望自己设计实验，渴望自己的一些想法付诸实施。
因此，本节课通过铜与浓稀硝酸反应的实验设计，让学生在开放与和谐的氛围中开拓思维，体验实践与创新的乐趣。
【教学目标】1.提高学生设计实验、分析实验、操作实验的能力。
2.培养学生实事求是的科学世界观和严谨求实的学习态度。
3.培养学生之间团结合作的精神。
【重点难点】铜与稀硝酸反应的实验设计与实验评价。
【设计思路】本节课安排的内容是：铜与浓稀硝酸的反应，重点是铜与稀硝酸反应的实验装置的改进，将学生分为多组，设计出多种改进方案，并进行方案的可行性分析，再通过实验的最终验证来突破难点，完成教学目标。
【教学模式】创设情景——提出疑问——设计实验方案——分析、点评各方案——实验演示——随堂练习【课前准备】1.教师的准备本节课是有关教材实验的改进与新设计，考虑到学生思维的开放性,课前备课时已花了大量时间“备学生”。
2.学生的准备为了让学生有个好的心理准备，以及课堂时间的限制，在前一节课就要求学生做好本节课的预习工作，并提出一个思考问题：教材中铜与浓稀硝酸反应的实验装置有何优点和不足之处。
3.教学用具的准备考虑到本节课实验仪器与实验药品的不确定性，因此在化学实验室里进行授课。
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，
铜与稀硝酸反应实验的改进
铜与稀硝酸反应实验的改进
标题，改进铜与稀硝酸反应实验的方法。
铜与稀硝酸的反应是化学实验中常见的实验之一，它展示了金
属与酸发生反应的过程。
然而，传统的铜与稀硝酸反应实验存在一
些问题，比如反应速度慢、产生的气体不易观察等。
为了改进这一
实验，我们可以采取一些方法来提高实验的效果和观察性，使学生
更好地理解化学反应的过程。
首先，我们可以改变反应条件，例如增加反应温度。
在实验中，可以使用加热器或者加热板来提高反应温度，这样可以加快反应速度，使反应更加明显。
另外，可以使用浓硝酸来代替稀硝酸，因为
浓硝酸对铜的腐蚀作用更强，反应更加迅速。
其次，我们可以改变观察方式，使产生的气体更易观察。
可以
将反应容器与气体收集器相连接，收集产生的气体，比如可以用气
球或试管来收集气体，这样可以清楚地观察到气体的产生量和性质。
此外，我们还可以引入一些现代化的设备，比如数据记录仪或
者传感器，来实时监测反应过程中的温度变化、气体产生量等参数，
这样可以更加直观地展示反应过程。
通过这些改进，铜与稀硝酸反应实验可以更加生动地展现化学反应的过程，提高学生的观察力和实验操作能力，使学生更好地理解化学反应的原理和特点。
同时，这些改进也可以激发学生对化学实验的兴趣，促进他们对化学学科的学习和探索。
铜硝酸反应
铜硝酸反应
铜硝酸反应是一种常见的化学反应，它不仅在实验室中被广泛应用，也在工业生产中发挥着重要的作用。
这个反应的过程中，铜与硝酸发生反应，产生了一系列有趣的变化。
让我们来了解一下铜硝酸反应的基本原理。
铜是一种常见的金属元素，而硝酸则是一种强氧化剂。
当二者发生反应时，硝酸会将铜氧化成铜离子，并释放出一些气体。
这个反应过程需要一定的温度和时间，通常在加热的条件下进行。
在实验室中进行铜硝酸反应时，我们首先将一定量的铜片放入一个试管中。
然后，我们将试管加热，使得铜与硝酸发生反应。
在反应过程中，我们可以观察到一系列变化。
首先，铜片逐渐变成了浅蓝色，这是由于铜离子的产生。
同时，试管中会有一些气泡冒出，这是由于硝酸分解产生气体的结果。
最后，我们可以观察到液体的颜色逐渐变深，这是由于铜离子与硝酸反应的产物的形成。
铜硝酸反应不仅在实验室中有重要的应用，它在工业生产中也发挥着重要的作用。
例如，在电镀过程中，我们可以利用铜硝酸反应来将铜层沉积在其他金属的表面上，以增加其耐腐蚀性和美观性。
此外，在某些化学合成过程中，铜硝酸反应也可以作为催化剂来加速反应速率。
铜硝酸反应是一种常见且重要的化学反应。
通过了解它的基本原理
和实际应用，我们可以更好地理解化学反应的本质，并在实验室和工业生产中灵活应用它。
同时，我们也应该注意安全操作，避免有害物质的产生和泄漏。
通过不断深入研究和实践，我们可以进一步发掘铜硝酸反应的潜力，并为人类的发展做出更大的贡献。
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。
铜与浓硝酸的反应教学设计
2、查阅资料，总结金属与HNO3反应规律
设计意图：知识延伸
三、结尾
时间：3秒 画面：第5张PPT
内容：谢谢观看
时间：139秒 画面：第4至4张PPT
内容：1、写出铜与浓、稀硝酸反应的反应方程式
2、铜与浓、稀硝酸反应中体现了硝酸的什么性质？
3、解释为什么实验室制H2可用稀盐酸或稀硫酸，而不能用稀的硝酸？
4、在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸和浓硫酸的原因？
设计意图：巩固金属与硝酸反应的规律
第四节：课后作业
时间：26秒 画面：第5至5张PPT
内容： 铜与硝酸的反应
二、正文讲解
第一节：情景导入
时间：93秒 画面：第2至2张PPT
内容：波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事
设计意图：激起学生学习硝酸至3张PPT
内容：（1）铜与浓硝酸的反应
（2）铜与稀硝酸的反应
设计意图：通过实验学习金属与硝酸反应的特点
第三节：思考与交流
《 铜与硝酸的反应 》微课设计
系列名称
系列实验微课
本微课名称
铜与硝酸的反应
本微课知识点
铜与硝酸的反应
知识点来源
学科：化学年级：高中一年级教材：人教版必修1
章节：第四章第四节页码：102
教学目标
掌握铜与硝酸的反应
教学类型
实验型
适用对象
学生：高中年级学生
教师：普通任课教师
一、片头
（10秒以内）
时间：10秒 画面：第1张PPT
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硝酸与铜反应的实验改进
一、设计思路
硝酸与铜的反应是普通高中课程标准实验教科书化学1中的重要实验，对该实验进行合理改进不仅可以帮助学生理解硝酸的性质，更有利于培养学生的创新能力和环保意识。
通过对几种方案进行比较，可以培养学生的问题意识和质疑能力，增强思维的严谨性，亲身体验实验探究的艰辛和乐趣，激发学生学习化学的兴趣。
二、实验创新
1．仪器创新：将浓、稀硝酸分别与铜的反应进行对比实验，采用易得的材料输液袋进
行气体的制取、收集及性质的检验。
2．方法创新：避免了麻烦的气密性检验，排除了空气对NO的干扰，反应可控制，节约试剂，同时完成2个实验。
对比实验可以增强实验的效果，加深学生的印象。
三、实验步骤
1．将输液袋内的液体抽出后，塞入适量的铜丝。
2．用注射器往其中一侧加入约5mL 6mol/L的稀硝酸，可以用温水浴加热以加快反应速率。
3．另取约2mL 10mol/L的浓硝酸加入另一侧袋内。
4．约3min后在稀硝酸一侧注入20mL空气，浓硝酸一侧注入10mL蒸馏水。
四、小结
通过实验探究和方案设计的选择与优化过程，帮助学生构建硝酸的强氧化性，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新能力。
改进后的实验方案具有操作简单、现象明显、减少污染等优点，既适合课堂演示实验也可用于学生分组实验。
1。