銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

鄭淑娜 衷明華

(韓山師范學(xué)院 化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

一、實(shí)驗(yàn)原理

Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3NO2+H2O=2HNO3+NO↑

3Cu+8HNO3=3 Cu(NO3)2+NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品：

(1)藥品：銅片、濃硝酸、稀硝酸、NaOH溶液。

(2)儀器：操作臺(tái)、儀器夾、帶支管口的直徑1.5厘米的微型U型管、微型試管、針筒(2個(gè))、止水夾、乳膠管、90°角的導(dǎo)管、尖嘴管、普通試管。

2、操作步驟：

(1)往小試管中加入適量的銅片，并將其放入U(xiǎn)型管的一側(cè)，注射器注滿濃硝酸溶液并穿過軟橡膠塞，U型管的底部放著銅片和蒸餾水(蒸餾水的量剛好與U型管凹面相切)，U型管的另一側(cè)由另一支含空氣注射器穿過軟橡膠塞，按照上圖組裝實(shí)驗(yàn)裝置。

(2)關(guān)閉止水夾，通過調(diào)節(jié)注射器的按手來控制濃硝酸的量可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行，我們可以清楚地看到濃硝酸與銅片反應(yīng)劇烈，有紅棕色氣體產(chǎn)生，U型管底部的銅片表面有氣泡冒出，此時(shí)也可借助酒精燈來加速反應(yīng)的進(jìn)行。

(3)當(dāng)U型管底部的銅片表面沒有氣泡冒出，將U型管的另一側(cè)含空氣的注射器向外拉，將生成的無色氣體抽取到注射器中與空氣混合，可以觀察到注射器內(nèi)有紅棕色氣體生成，此時(shí)證明了無色氣體是一氧化氮。

(4)打開止水夾，進(jìn)行尾氣吸收。

3、改進(jìn)后裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1)利用微型儀器，實(shí)驗(yàn)藥品用量少，環(huán)保且安全，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

(2)實(shí)驗(yàn)儀器簡單，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短，現(xiàn)象明顯。不僅適合教師在課堂上演示實(shí)驗(yàn)，也適合學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(3)實(shí)驗(yàn)裝置氣密性的檢查方便、簡單且可靠。(打開止水夾，用酒精燈加熱U型管底部，觀察導(dǎo)管口到有氣泡冒出，停止加熱時(shí)，導(dǎo)管口有一段水柱生成，則說明氣密性良好)。

(4)通過調(diào)節(jié)注射器的按手來控制濃硝酸的量可隨時(shí)控制反應(yīng)的進(jìn)行與停止。

(5)尾氣得到了處理(利用氫氧化鈉溶液吸收有毒的二氧化氮?dú)怏w)，達(dá)到了綠色化學(xué)的理念。

圖 實(shí)驗(yàn)裝置