湖南省中小學生實驗?zāi)芰υu價體系構(gòu)建與應(yīng)用研究
——銅和濃硝酸反應(yīng)的實驗創(chuàng)新

賀益蓉　王人群（湖南省雙峰縣第一中學）

湖南省中小學生實驗?zāi)芰υu價體系構(gòu)建與應(yīng)用研究
——銅和濃硝酸反應(yīng)的實驗創(chuàng)新

賀益蓉王人群
（湖南省雙峰縣第一中學）

銅和濃硝酸的反應(yīng)，采用實驗的教學方法更能激發(fā)學生的學習興趣，并培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。下面是對該實驗裝置的創(chuàng)新和改進。方案一裝置簡單但尾氣處理欠佳；方案二是在密閉體系中完成銅和濃硝酸的反應(yīng)后又能順利完成二氧化氮和一氧化氮之間的相互轉(zhuǎn)化及尾氣處理，可用于學生分組實驗。

實驗裝置；實驗創(chuàng)新；實驗?zāi)芰?/p>

現(xiàn)行高中化學（人教版）必修1第四章第四節(jié)中，關(guān)于銅和濃硝酸反應(yīng)的教學如果沒有實驗的支撐，教學效果會大打折扣。但教材只給出化學方程式，既沒有演示實驗，也沒有對二氧化氮和一氧化氮性質(zhì)的驗證實驗。

在舊人教版化學第二冊有一個裝置，如下圖：

該裝置的不足之處一是不便控制銅和濃硝酸反應(yīng)的量，容易導致產(chǎn)生的二氧化氮過多；二是氮的氧化物很難完全被氫氧化鈉溶液吸收。因此，該實驗的演示可以會造成環(huán)境污染并影響師生的身體健康?；诖耍P者對該實驗裝置進行了改進和創(chuàng)新。

方案一

1.實驗用品

藥品：銅片、濃硝酸、質(zhì)量分數(shù)為10％的氫氧化鈉溶液。

儀器：150mm培養(yǎng)皿（1個）、100mm培養(yǎng)皿（1個）。

2.實驗裝置圖

3.實驗步驟

先將銅片置于150mL培養(yǎng)皿的中央，蓋上100mm培養(yǎng)皿，然后向150mm培養(yǎng)皿內(nèi)滴加1mL濃硝酸進行觀察。反應(yīng)結(jié)束后，向150mm培養(yǎng)皿中滴入適量的10％的氫氧化鈉溶液至氣體變?yōu)闊o色。

4.改進后的優(yōu)缺點

優(yōu)點：本裝置能明顯觀察到實驗現(xiàn)象，而且提供了一個相對封閉的實驗環(huán)境，有毒有害氣體得到較好的控制。

缺點：要徹底消除氮氧化物所需的時間較長，同時不能完成二氧化氮和一氧化氮之間的相互轉(zhuǎn)化實驗。

方案二

1.實驗用品

藥品：下端連有銅片的銅絲、濃硝酸、質(zhì)量分數(shù)為10％的氫氧化鈉溶液、蒸餾水。

儀器：350mL礦泉水瓶（1個）、雙孔橡膠塞（1個）、注射器（3支）（含針頭，洗凈）、輸液器排氣葫蘆上的乳膠帽（2個）、0.5mm簽字筆筆芯2段（每段約5cm）、燒杯（3個）等。

2.實驗裝置圖

3.實驗步驟

（1）按上圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性。

（2）把銅片置于雙孔塞處，把礦泉水瓶擠扁排出大部分空氣。

（3）用20mL注射器取約3mL濃硝酸，注入礦泉水瓶中，然后塞上雙孔橡膠塞，把銅片置于濃硝酸中，待瓶中充滿大量紅棕色的二氧化氮氣體時，向上抽動銅絲使銅片與濃硝酸分離。

（4）操作一：用一支干凈、干燥的注射器（內(nèi)無空氣）慢慢抽吸約15mL二氧化氮，然后把針頭置于燒杯中的蒸餾水里，輕輕晃動注射器，觀察氣體顏色和體積的變化。當氣體變?yōu)闊o色時，將注射器中的水排盡，抽吸空氣，觀察現(xiàn)象。

操作二：用另一支20mL的注射器吸取適量的蒸餾水注入礦泉水瓶中，輕輕振蕩礦泉水瓶，觀察現(xiàn)象。之后，用該注射器抽取空氣注入礦泉水瓶中，觀察現(xiàn)象。

（5）向礦泉水瓶中注入氫氧化鈉溶液或者空氣和水（為了防止氮氧化物污染環(huán)境）。

（6）清洗相關(guān)儀器。

4.改進優(yōu)點

（1）本裝置提供一個封閉的實驗環(huán)境，使有毒有害氣體得到控制，把污染降低到最小。

（2）裝置簡單，操作簡便，現(xiàn)象明顯，實驗效率高。

（3）該裝置能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，樹立學生的環(huán)保意識。

洪飛，孫昕怡，孫嘵東.實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)研究［J］.上海教育科研，2005（8）.

注：本文系湖南省教育科學“十二五”規(guī)劃省級重點資助課題階段性或研究性成果，課題批準號：XJK014AJC002。課題名稱：湖南省中小學生實驗?zāi)芰υu價體系構(gòu)建與應(yīng)用研究。

·編輯李琴芳