铜与硝酸反应实验的研究与改进
按传统方法进行铜与浓硝酸及铜与稀硝酸反应的实验，存在如下缺点：氮的氧化物逸出会污染教室里的空气，影响师生健康；铜与稀硝酸反应所产生的一氧化氮气体遇空气立即变成二氧化氮，得不到纯净无色气体。为此，对该实验做了如下改进：
(一)铜与硝酸反应实验改进方法一
1、实验用品
铁架台、U形管、长颈漏斗、试管、单孔塞、导管、止水夹、白纸；铜丝、浓硝酸、稀硝酸。
2、实验装置（图1）
图1
3、实验操作
（1）浓硝酸与铜反应
a拨下U形管两端的塞子，向U形管中注入浓硝酸，液面距管口8mm(以能浸没即将插入铜丝为宜)，左侧插入带长颈漏斗的塞子。
b向U形管右侧迅速插入下端悬有螺旋状铜丝的塞子(导气管用止水夹夹住)，即发生剧烈反应。反应产生的红棕色气体将U形管右侧管内酸液压入左侧长颈漏斗中，酸与铜丝分离，反应停止。反应生成的绿色溶液、红棕色气体与白纸板形成鲜明的对照。
（2）稀硝酸与铜反应
a将上述反应中的浓硝酸换为1:1.5的稀硝酸，反应较缓慢，生成蓝色溶液及无色气体。
b打开止水夹，将无色气体导入后面衬着白纸的洁净试管内，可观察到无色气体变为红棕色，然后用橡胶塞塞住试管口，以免二氧化氮扩散到空气中。
4、注意事项
（1）铜丝为螺旋状(长4cm)，以增大接触面积。
（2）稀硝酸以1:1.5为最好，且不需要加热，反应lmin内即可完成。
（二）铜与硝酸反应实验改进方法二
1、实验用品
仪器：A、B为相同型号的具支试管和普通试管,C为20 mL塑料注射器,内装10 mL饱和氢氧化钠溶液,D为20 mL玻璃注射器,内装10 mL空气。
药品：铜丝、浓硝酸、水、饱和氢氧化钠溶液。
2、实验装置（图2）
图2
3、操作及实验现象
（1）向具支试管中加入1mL-2mL浓硝酸,当红棕色二氧化氮升至将近支管口2cm处时向上将铜丝刚好提离浓硝酸液面,此时,铜丝上沾的少许浓硝酸继续与之反应产生的二氧化氮刚好充满具支试管,立即关闭止水夹,已观察到铜与浓硝酸反应的全部现象。
（2）向上拉动注射器C的手柄,部分二氧化氮被氢氧化钠所吸收而使具支试管产生负压,打开止水夹,试管B中的水被倒吸入具支试管中形成稀硝酸(应注意浓硝酸的浓度约为16 mol/L,普通试管中的玻管插入水面下约是具支试管中加入的浓硝酸的体积的4倍左右,因为要考虑玻管部分倒吸后充满的水的体积,使吸入的水的体积约为浓硝酸体积的2-3倍左右,因研究表明当稀硝酸的浓度为 4 mol/L-8 mol/L时,铜与之反应时产生的气体才主要为一氧化氮)，此时具支试管中的二氧化氮被水吸收,红棕色褪去,同时观察到具支试管中的稀硝酸与铜反应产生无色的一氧化氮,一氧化氮缓缓向上通过针头进入装有空气的玻璃注射器,注射器内的气体呈红棕色,一氧化氮被氧气氧化成二氧化氮，完成铜与稀硝酸的反应。
（3）再先后将氢氧化钠溶液和玻璃针筒中的气体推入具支试管中,一氧化氮和二氧化氮都与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠,废气被吸收,反应被终止,硝酸铜也被转化成氢氧化铜。
4、改进后的优点
集2个实验于1个密闭容器中完成,避免了教师在演示时因套塑料袋而手忙脚乱导致气体外泄,污染空气。也观察到一氧化氮被氧气氧化的过程,同时集实验与尾气处理于一体。
（三）铜与硝酸反应实验改进方法三
1、实验用品
铁架台、U形管、漏斗、玻璃导管、单孔塞、乳胶管、止水夹、试管；铜丝、
浓硝酸、稀硝酸、1mol/L NaOH溶液
2、实验装置（图3）
图3
说明:①为弯成螺旋状的铜丝,②和③为玻璃导管,中间用乳胶管连接,在乳胶管上有一止水夹K,B试管中装有1mol/L NaOH溶液。
3、操作过程
（1）照图3所示装置安装。
（2）打开止水夹K由漏斗向装置中加入浓硝酸,直到浸没Cu丝为止,关闭止水夹K, Cu与浓硝酸剧烈反应,产生红棕色的NO
2
气体将浓硝酸压回漏斗,铜丝和
浓硝酸脱离接触反应停止。让学生充分观察产生的红棕色的NO
2
气体,断开玻璃管③,由漏斗口倒出浓硝酸(倒酸液时打开K)。
（3）重新固定U型管连上玻璃管③由漏斗中加入1∶3 (体积比)稀硝酸,稀
硝酸将U型管中的NO
2
排入NaOH溶液中被吸收,当稀硝酸将铜丝浸没时,停止加入稀硝酸,关闭K,观察到铜与稀硝酸缓慢反应产生无色的气体将稀硝酸压回到漏斗中，反应停止后,由漏斗倒出稀硝酸,同时打开K,进入部分空气使NO氧化成
红棕色的NO
2
气体。
（四）铜与硝酸反应实验改进方法四
1、实验用品
铁架台、具支试管、三通管、玻璃导管、单孔塞、乳胶管、止水夹、干燥管
烧杯、吸耳球；铜丝、浓硝酸、稀硝酸、NaOH溶液、Na
2CO
3
粉末。
2、实验装置（图4）
\ 铜与稀硝酸反应的实验设计 湖北省枝江市第一高级中学黄诚、许娄金（邮编：443200） 内容提要：在中学化学实验中，铜与稀硝酸反应的现象不甚明显，且易造成污染，笔者对该试验进行了深入分析后进行重新设计，改进的方案基本上克服了以上不足，效果明显。 关键词：实验设计铜稀硝酸 一、设计意图 铜与稀硝酸反应生成无色的一氧化氮气体，一氧化氮极易被氧化成二氧化氮。在铜与稀硝酸反应的传统实验中，产生的一氧化氮气体往往在液面上即被氧化而变色，易使学生产生误解。为此，笔者在借鉴前人的创新成果的基础上，经过研究改进并反复实验，设计了以下三种方案，能有效解决上述问题。三种方案均简单可控，现象明显，节约环保，而且在特点上各有侧重，有利于增进学生的感性认识，为学生进行实验探索与创新提供了范例。 二、实验方案 方案一： a b （1）按图1所示连接好仪器. （2）将a端玻璃活塞管必，然后将双通管b端朝上，取下该端塞子，向管中注入稀硝酸，直到接近管口处，塞上单孔塞，使空气全部从导管排出。 （3）倒转该装置，使a端朝上，并使b端的导管下口对准下方的容器（小烧杯或试管）。随着铜跟稀硝酸的反应，生成的一氧化氮气体把酸液从导管排出，当酸液液面低于铜丝时，反应自动停止。贮存在管内的无色气体即为一氧化氮, 溶液呈蓝色。 （4）挤捏玻璃珠外的橡胶管，空气即进入管中，一氧化氮即被氧化成二氧化氮，呈红棕色。 实验主要特点：装置简约，操作方便，现象明显。 方案二： 图1玻璃活塞 铜丝 稀硝酸 铜片 止水夹 注射器
（1）按图2所示连接装置图，检查气密性后在滴管中加入铜片，在滴瓶中盛装适量稀硝酸。 （2）打开止水夹，用注射器慢慢抽取滴管内的空气，稀硝酸即沿滴管上升，直至充满滴管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察到滴管内铜片与稀硝酸反应，有无色气体生成，随之将酸液压至滴瓶中，待铜片与稀硝酸脱离接触，反应自行停止，滴瓶内溶液变成蓝色。 （3）反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取滴管内气体（事先已将注射器内原有空气推出）。关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定空气，可见注射器内有红棕色气体生成。 实验主要特点：此实验是一微型实验，节约环保且现象明显。 方案三： （1）按图3所示连接装置并检查装置的气密性。 （2）将活塞打开，从U 形管较长的管口注入稀硝酸，直至接近U 形管短管口，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。 （3）关闭活塞，铜丝与稀硝酸反应生成的气体即将酸液压至长管一端，待铜丝与稀硝酸脱离接触，反应自行停止，管内无色气体即为一氧化氮。 （4）将活塞慢慢打开，U 形管短管中液面上升，生成的气体在液柱作用下即被压进干燥管，此时气球胀大，干燥管内的无色气体变成红棕色，证明有一氧化氮转化成二氧化氮。 实验主要特点：装置大气，现象明显，便于学生观察。 — 图3 气球 干燥管 活塞 铜丝 稀硝酸 稀硝酸 图2
《硝酸与铜的反应》说课稿 高青一中董国栋 各位评委老师好： 我说课的题目是《硝酸与铜的反应》，我将从实验教学目标、实验内容设计、实验方法设计、教 学过程设计、教学反思与自我评价五个角度进行说课。 一、实验教学目标 知识与技能：能够解释和分析浓、稀硝酸和铜反应的实验现象，能正确写出浓、稀硝酸和铜反应的 化学方程式 过程与方法：通过观察浓、稀硝酸和铜反应的实验现象并解释实验现象，讨论得出反应的产物 情感态度价值观：养成学生观察并总结实验的能力 二、实验内容设计 铜与浓、稀硝酸的反应 实验目的：认识铜与浓、稀硝酸的反应 实验原理：硝酸中氮元素为+5价因而具有强氧化性能与不活泼金属铜反应 Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 实验用品及仪器：注射器、铜片、铜丝、浓硝酸、稀硝酸、U型管、分液漏斗、玻璃导管、烧杯、铁架台 实验一：铜与浓硝酸反应 实验步骤：1、拉出注射器拉杆，向注射器中加入一片铜。 2、向小试管中加入1—2ml浓硝酸，将带止水夹的塑料导管插入小试管中液面以下。 3、打开止水夹，慢慢拉动拉杆，吸入1ml浓硝酸。 4、观察并记录实验现象。 实验二：铜与稀硝酸反应 实验步骤：1. 向U型管中注入稀硝酸，插入铜丝。拧紧橡胶塞，涂抹凡士林防止漏气。 2. 带反应一段时间后，打开分液漏斗玻璃塞，打开分液漏斗活塞。
3、关闭分液漏斗活塞，盖上玻璃塞。 实验结论：浓硝酸具有强氧化性能与铜反应生成NO2。稀硝酸具有强的氧化性能与铜反应，生成 三、实验方法设计 在第二章已经学过氧化还原反应，根据硝酸中氮元素的化合价为+5价（最高价），推断硝酸应具有较强的氧化性，此外在本章的第三节已经学过二氧化氮、一氧化氮的性质，加之学生熟知的铜离子的蓝色，因此现象明显是此实验的关键，使用注射器、U型管和分液漏斗使观察溶液颜色和NO 遇到空气变红棕色更加明显。 四、教学过程设计 硝酸与铜的反应 【前置作业】通过标注不同含氮物质中氮元素化合价，复习氧化还原反应的价态规律，使学生思考硝酸具有的性质。 【实验探究】一、通过浓硝酸与铜反应的实验探究，引导学生写出化学方程式，并用双线桥进行分析，得出浓硝酸的强氧化性和酸性。二、通过稀硝酸与铜反应的实验探究，引导学生通过观察实验现象，写出化学方程式，并用双线桥进行分析，得出稀硝酸的强氧化性和酸性。 【讲解-板书】硝酸的化学性质 一、强氧化性：1、与金属反应2、与非金属单质反应3、与还原性化合物反应。引导得出：结构 决定性质的学科思想 二、不稳定性：见光易分解。引导得出：性质决定保存的结论 三、酸的通性：1、与指示剂作业2、与金属反应3、与金属氧化物反应4、与盐反应 最后通过对硝酸全部性质的归纳得出：性质决定结论的观点
铜与稀硝酸反应的研究性实验设计 1、问题提出 铜与稀硝酸发生反应的反应方程式为： 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。从理论上讲，实验现象应为生成无色气体，在试管口遇到空气后变为红棕色。但传统的铜与稀硝酸反应实验直接在试管中进行，实验操作中气体往往在液面上就变色，即使可用排水法收集到无色的NO，也无说服力，因为NO气体有可能由NO2与H2O反应生成的。实验现象与理论无法吻合，给教学带来负面影响。因此必须对这一实验进行必要的研究，提出改进措施。 2、研究目的与要求 （1）改进后的实验必须达到以下要求：节约药品、操作简便、现象明显、没有污染。 （2）通过对“稀硝酸氧化性实验的改进”这一研究，提高创新意识和动手解决实际问题的能力。 3、实验方案 方案一 实验步骤及现象 (1)按图1所示连接好仪器。 (2)取下带有分液漏斗的胶塞，将绕成螺旋状的铜丝一端插入塞内。(注：铜丝应插紧，否则会掉入U形管，使实验失败)。
(3)将活塞打开，从U形管较长的管口注入稀硝酸，直到碰到塞子的下沿，且液面上不再留有气泡为止，保证铜丝与稀硝酸接触时无空气。 (4)关闭活塞，可以用酒精灯在U形管的短管一侧加热，当铜丝上有气泡产生时立即撤灯。铜丝与稀硝酸反应生成的气体将稀硝酸排向长管，使铜丝与稀硝酸脱离接触后，反应自行停止，管内有无色气体生成。 (5)将活塞慢慢打开，U形管的长管中的稀硝酸又回落到短管内，分液漏斗有红棕色气体出现。 实验评价 稀硝酸反应在缺氧条件下进行，可以长时间观察到无色NO 气体：验证了NO和O2反应生成NO2气体及NO难溶于水的性质：该实验器材简单、操作方便、现象明显，可以重复使用(关闭分液漏斗活塞并适当加热，又可以得到无色气体)。方案二： 实验步骤 (1)如图2，在注射器中放三小块铜片，将注射器活塞推到底部。 (2)将输液管插入预热过的稀硝酸中，吸入20mL硝酸后，关闭输液管夹，然后将输液管下端放入盛有4mol／L氢氧化钠溶液的烧杯中(注：在实验进行过程中要慢慢地将注射器向上拉出，因摩擦力的存在，反应过程中产生的气体不容易使
铜与硝酸的反应 嘉禾县第一中学：王赛中 一、实验在教材中所处的地位和作用： 1、人教版化学必修1教材将铜与硝酸的反应放在学习了氮的氧化物和氨之后，将硫酸和硝酸的氧化性放在一起学习。铜与浓、稀硝酸反应的实验是为了证明硝酸具有强氧化性而设置的,在教学中至关重要。 2、实验能有效地帮助学生理解和掌握这两个反应，提高学生学习化学的兴趣，并且能很好地培养学生观察能力、思考能力和分析解决问题的能力。 3、这两个反应是学业水平考试和高考的重要考点，该实验的原理分析、操作步骤、现象描述、相关计算和实验创新是高考的常见考点。 二、实验原型及不足之处： 1、传统的铜与浓、稀硝酸反应的实验存在诸多不足。一方面2个实验分开做，操作麻烦，费时、费药品；另一方面没有隔绝空气很难观察到无色气体变成红棕色的过程；更重要的是有毒气体没有处理，严重污染环境。 2、正是因为传统实验存在的不足，现行人教版化学必修1中有这两个反应，并且是非常重要的反应，但是没有实验。在教学中我们发现学生对这两个反应及相关问题掌握不好。 三、实验创新与改进之处： 1、将铜与浓、稀硝酸两个反应的实验有效地整合。 2、实验器材简单、操作简便、现象明显。 3、实验在隔绝空气的条件下进行，能观察到无色气体变成红棕色气体的过程。 4、实验有效地防止了有毒气体污染环境，符合绿色环保的要求。 5、实验操作的成功率非常高。 四、实验用品： 药品：铜片、浓硝酸、氢氧化钠溶液。 仪器用品：锥形瓶1个、带玻璃管橡皮塞1个、实心橡皮塞1个（上部中间打薄，方便注射器扎入）、硬质短玻璃管1根（容积略小于20ml）、医用20ml注射器2个、小烧杯2个、25ml 量筒一个、铁架台（带铁夹）。 五、实验原理及装置说明（包括实验装置平面图）： 原理：Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O ；3Cu+8HNO 3 (稀)=3Cu(NO 3 ) 2 +2NO↑+4H 2 O。 2NO+O 2= 2NO 2 无色气体变成红棕色，氮的氧化物的性质，氮的氧化物用氢氧化钠溶液吸收， 以及压强关系的运用。装置说明和装置平面图：
铜与硝酸反应实验的研究与改进 按传统方法进行铜与浓硝酸及铜与稀硝酸反应的实验，存在如下缺点：氮的氧化物逸出会污染教室里的空气，影响师生健康；铜与稀硝酸反应所产生的一氧化氮气体遇空气立即变成二氧化氮，得不到纯净无色气体。为此，对该实验做了如下改进： (一)铜与硝酸反应实验改进方法一 1、实验用品 铁架台、U形管、长颈漏斗、试管、单孔塞、导管、止水夹、白纸；铜丝、浓硝酸、稀硝酸。 2、实验装置（图1） 图1 3、实验操作 （1）浓硝酸与铜反应 a拨下U形管两端的塞子，向U形管中注入浓硝酸，液面距管口8mm(以能浸没即将插入铜丝为宜)，左侧插入带长颈漏斗的塞子。 b向U形管右侧迅速插入下端悬有螺旋状铜丝的塞子(导气管用止水夹夹住)，即发生剧烈反应。反应产生的红棕色气体将U形管右侧管内酸液压入左侧长颈漏斗中，酸与铜丝分离，反应停止。反应生成的绿色溶液、红棕色气体与白纸板形成鲜明的对照。 （2）稀硝酸与铜反应 a将上述反应中的浓硝酸换为1:1.5的稀硝酸，反应较缓慢，生成蓝色溶液及无色气体。 b打开止水夹，将无色气体导入后面衬着白纸的洁净试管内，可观察到无色气体变为红棕色，然后用橡胶塞塞住试管口，以免二氧化氮扩散到空气中。 4、注意事项 （1）铜丝为螺旋状(长4cm)，以增大接触面积。 （2）稀硝酸以1:1.5为最好，且不需要加热，反应lmin内即可完成。 （二）铜与硝酸反应实验改进方法二 1、实验用品 仪器：A、B为相同型号的具支试管和普通试管,C为20 mL塑料注射器,内装10 mL饱和氢氧化钠溶液,D为20 mL玻璃注射器,内装10 mL空气。
药品：铜丝、浓硝酸、水、饱和氢氧化钠溶液。 2、实验装置（图2） 图2 3、操作及实验现象 （1）向具支试管中加入1mL-2mL浓硝酸,当红棕色二氧化氮升至将近支管口2cm处时向上将铜丝刚好提离浓硝酸液面,此时,铜丝上沾的少许浓硝酸继续与之反应产生的二氧化氮刚好充满具支试管,立即关闭止水夹,已观察到铜与浓硝酸反应的全部现象。 （2）向上拉动注射器C的手柄,部分二氧化氮被氢氧化钠所吸收而使具支试管产生负压,打开止水夹,试管B中的水被倒吸入具支试管中形成稀硝酸(应注意浓硝酸的浓度约为16 mol/L,普通试管中的玻管插入水面下约是具支试管中加入的浓硝酸的体积的4倍左右,因为要考虑玻管部分倒吸后充满的水的体积,使吸入的水的体积约为浓硝酸体积的2-3倍左右,因研究表明当稀硝酸的浓度为 4 mol/L-8 mol/L时,铜与之反应时产生的气体才主要为一氧化氮)，此时具支试管中的二氧化氮被水吸收,红棕色褪去,同时观察到具支试管中的稀硝酸与铜反应产生无色的一氧化氮,一氧化氮缓缓向上通过针头进入装有空气的玻璃注射器,注射器内的气体呈红棕色,一氧化氮被氧气氧化成二氧化氮，完成铜与稀硝酸的反应。 （3）再先后将氢氧化钠溶液和玻璃针筒中的气体推入具支试管中,一氧化氮和二氧化氮都与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠,废气被吸收,反应被终止,硝酸铜也被转化成氢氧化铜。 4、改进后的优点 集2个实验于1个密闭容器中完成,避免了教师在演示时因套塑料袋而手忙脚乱导致气体外泄,污染空气。也观察到一氧化氮被氧气氧化的过程,同时集实验与尾气处理于一体。 （三）铜与硝酸反应实验改进方法三 1、实验用品
2012年度市教育科学研究参评论文 （第一页） 类别： E 编号： 题目：铜与稀硝酸反应演示实验的改进 容提要: 铜与稀硝酸的反应实验装置的探讨及改进。从实验现象、药品用量、对环境的污染等方面评价现行的实验方案以及如何进行改进。 主题词：铜与稀硝酸反应实验装置探讨及改进。
铜与稀硝酸反应演示实验的改进 一、问题的提出 铜与稀硝酸的反应实验一直是中学化学演示实验和学生自主探究实验中比较难做的实验之一。 传统教科书中铜与稀硝酸反应实 验是这样设计的：“在一支试管里放入 一小块铜片，再加入少量稀硝酸，立 刻用带导管的胶塞塞住试管口，并将 导管通入另一盛有NaOH溶液的试管 （如图），观察发生的现象。反应片刻 后，将试管上的胶塞取下，使空气进入试管，观察发生的现象”。对该实验现象的描述为：“有气泡产生，气体无色，当空气进入试管后，气体变成红棕色”。从而得出反应生成的气体为NO的结论。 通过分析和实验我们不难发现：该实验设计方案装置简单、操作方便，但“气体无色，当空气进入试管后，气体变成红棕色”这一实验现象很难观察得到，也就不能得出相应的实验结论，达不到实验目的。其原因在于：试管上部事先已有空气存在，即便 有NO无色气体生成，也立即与O 2发生反应生成了红棕色的NO 2 气体。 此外，该实验方案无法控制反应的停止，一旦铜片和稀硝酸反应产生的NO过多，不但浪费药品，还会向空气中逸散，污染环境；同时，反应片刻后，将试管上的胶塞取下，使空气进入试管，观察发生的现象，这一实验操作过程中会有有毒的NO、NO 2 气体逸出，污染环境。
图2-2-2 教版教科书中，对铜与稀硝酸反应实验是这样设计的： 实验1：如图所示，将铜片 置于试管的底部，通过分液漏 斗加入2mL 的浓硝酸，用排水 集气法收集产生的气体，观察 实验现象。 实验2：在上述装置中，从分液漏斗向试管加5mLH 2O 稀释HNO 3，继续收集产生的气体，观察 实验现象。 这种实验方案将Cu 与浓、稀硝酸反应实验进行一体化设计，通过连续实验操作，在同一实验装置中完成两个不同的实验，[实验1]是Cu 与浓硝酸反应实验，不仅效果好，而且功能多，可同时完成NO 2气体溶于水并与水反应生成无色的NO 气体等性质实验。 而[实验2]则是Cu 与稀硝酸反应实验。该实验设计不仅节约药品、节省时间，而且还可以用Cu 与浓HNO 3反应生成的NO 2气体排尽反 应装置中的空气（O 2），为后面Cu 与稀HNO 3的反应创造了无氧的 环境，以防Cu 与稀HNO 3反应生成的NO 气体与O 2反应。 但是，通过实验证明，Cu 与稀HNO 3反应很长时间后也不能看 到试管气体颜色由红棕色变为无色，主要原因是由于NO 气体的密度比NO 2气体的密度小，很难将试管的NO 2气体向上排出。因此， 不足以证明Cu 与加H 2O 稀释后的硝酸（稀硝酸）反应生成了NO 。 那么设计怎样的实验方案，才能证明铜与稀硝酸反应产生的是NO 气体呢？ 二、实验方案的设计
个演示实验的改进引发的学生创新思维 赵东旺王瑞珍（郑州师范专科学校 450100） 人教社高中化学教材中，浓硝酸和铜反应 的演示实验，在试管中进行，生成的二氧 化氮用无色塑料袋罩起来，尽管容易观察 气体的颜色，但是观察后的气体还是排放 到大气中。笔者认为这种做法不利于对学 生进行环境教育，当然，实验也缺乏情趣 性，不能充分利用实验激发学生学习化学的兴趣。教学中作了如下改进，取得了较满意的效果。装置如下图所示 实验时，先在试管中加入1毫升浓硝酸，然后将橡皮塞（事先在一次性注射器里装5 mL水）塞上。调整图中铜丝的位置，两种物质发生反应。随着反应的进行，可观察到红棕色的NO 2 气体，同时，烧杯里有气泡冒出。待试管中红棕色气体充满时，将铜丝稍稍提升，离开液面，反应即可停止。这时，若推动注射器，把水 加入试管中，可以将试管里的NO 2 气体吸收掉，而烧杯里的水则自动流入具支试 管中。该装置简单，容易操作，现象明显；能够控制反应进行的程度；避免NO 2 气体污染空气；实验装置有多重功能。既可以收集NO 2气体，又可以看到NO 2 气体 被水吸收，此时可以看到生成的NO无色气体，同时又看到水被倒吸的现象,增加了实验的趣味性。 这是课堂上演示的结果。临近下课时，学生仍然处于兴奋状态，还在讨论刚才的实验现象。再次来到课堂时，几个学生高兴地来到我的面前说：“老师，我们把您做的铜和浓硝酸反应的实验装置作了改变，您看，这是我们设计的装置图。” 我一看，设计的装置图是合理的，随即说道：“你们真棒，课后到实验室进行试验，验证装置的可行性。”后来经过实验证明，这些学生设计的装置是可行的，其图如下
铜与硝酸实验归纳总结 1．铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。 （1）某研究性学习小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所 示的实现装置。请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。 药品：稀硝酸、稀盐酸、Zn粒、CaCO3固体 步骤：①检查装置的气密性；②； ③； ④； ⑤； ⑥用注射器向试管内推入氧气(或空气)。 （2）推入氧气或空气的目的是。 （3）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈 绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差异引起的，你是否同意这种看法? (填“同意”或“不同意”)，原因是； 另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果，请你设计一个实现证明之。(简 述实验方案和实验现象) 。 参考答案：（1）②向试管中加入一定量的CaCO3固体；③向试管中加入过量的稀HNO3， 并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞④待反应完成后，将右边导管插入试管接近液面处 ⑤将铜丝插入到溶液中 （2）检验生成的气体是NO气体。（3）不同意。铜片质量相同，溶液体积相同，Cu＋ 浓度相同。加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变蓝色。 2．如图所示，某研究性学习小组的一个课题是“NO2是否支持木条燃烧？”由于实验室 中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略的N2O4存在，图中铁架台 等夹持仪器均已略去）： Ⅰ.方案一的装置如图a所示。 （1）浓硝酸受热分解的化学方程式是。 （2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结 论。你认为这一观点是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是 。 Ⅱ.方案二的装置如图b所示。 （1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式 是。 （2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧” 的结论。你认为这一观点是否正确？（填“正确”或“不正确”），理由是
铜与稀硝酸反应演示实验的改进 1 问题的提出： 现行人教版高中化学第二册《硝酸》一节中铜与稀硝酸反应的演示实验，笔者认为有以下不足： ⑴演示实验前未充分考虑到一氧化氮极易被氧化的性质，装置内的空气没有排除，反应后试管内会有一定量的红棕色气体生成，使实验的对比性不强，效果不甚理想。教师往往需要引导学生再作讨论分析，才能消除学生疑惑，得出正确的结论。 ⑵使用教材中的装置进行实验演示，反应一旦开始，就只好任其将反应进行下去，直到反应物铜或稀硝酸消耗完为止。常常是师生活动已告段落，化学反应仍激烈进行着。有经验的教师会注意到限量使用反应物以控制反应的进行，但不能保证每次控制都恰到好处。 ⑶每进行一次课堂实验演示，教师都必须从头再来，重复进行的仪器安装和取加试剂的操作既繁琐又耗时，对平行班级较多的学校来说，造成的试剂浪费和环境污染也是显而易见的。 鉴于此，笔者对此实验认真进行了分析探讨，对实验装置及操作方法进行了改进。 2 实验改进： 2．1 实验用品：铁架台、铁夹、镊子、酒精灯、U型管、玻璃旋塞、干燥管（双球）、三角漏斗。稀硝酸、铜丝、 20%NaOH溶液、棉球。 2．2 实验装置：如图 2．3 实验步骤： ⑴在双球干燥管球2中放置浸有20%NaOH溶液的棉球（或放入碱石灰），按上图示搭配好装置并检查装置的气密性。方法如下： 关闭玻璃旋塞，从U型管长管口缓缓注入稀硝酸，使长管内液面略高于短管内液面，静置一段时间后观察到液面差没有改变，证明气密性完好。 ⑵缓缓打开玻璃旋塞，待U型管左右两端液面 相平后，再从U型管长管口处缓缓注入稀硝酸，将U型管短管中空气排尽。 ⑶关闭玻璃旋塞，在U型短管处用酒精灯微热，待铜丝表面有一定量的气泡产生，即停止加热。 ⑷观察实验现象，待铜丝与稀硝酸脱离，缓缓打开玻璃旋塞，观察干燥管内气体颜色的变化。 ⑸关闭玻璃旋塞，一段时间后，反应自行停止。 2．4实验说明： ⑴装置的气密性完好与否，是演示实验成败的关键，必须在装置的气密性检查完好后，方可进行后续操作。 ⑵可用三角漏斗从U型管长管口沿器壁缓缓注入稀硝酸，以防止稀硝酸外流且确保赶尽空气。 ⑶待铜丝与稀硝酸脱离后，须缓缓打开玻璃旋塞，防止稀硝酸冲入干燥管中。 ⑷干燥管内的二氧化氮气体可用浸有20% NaoH溶液的棉球（或碱石灰）充分吸收。 3 改进后的实验优点： ⑴装置简单实用，操作方便快捷，一次性加入药品，能重复操作使用。
解题方法——铜与硝酸 反应的相关的计算 铜与硝酸的反应体现了硝酸的强氧化性与酸性,浓硝酸在反应过程中逐渐变稀,造成产物出现了多样性, 利用计算题的形式可以从不同角度考察学生对该反应的理解程度. 1 考察求解混合气体的平均分子量(利用极端值法求解) 例1 0.03molCu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体的平均分子量可能是 (A) 30 (B) 46 (C) 50 (D)66 解析:设NO、NO2、N2O4的物质的量分别为x、ｙ、ｚ，各产生１ｍｏｌNO、NO2、N2O4分别得到3molｅ－、1molｅ－、和2molｌｅ－ x+y+z=0.05mo 3x+y+2z=0.06 此方程属于不定方程,难以讨论,可以采用极端值法求解:假设混合气体由二种气体组成,若由NO与NO2组成,z=0,解上述方程组得x=0.005mol, y=0.045mol,则M=0.005×30＋0.045×46)／0.05=44.4g/mol 同理若混合气体有NO2、N2O4组成，则x=0，解方程组得y=0.04mol,z=0.01mol,求得混合气体的平均摩尔质量为:M=(0.04×46＋0.01×92)/0.05=55.2g/mol 实际上混合气体由NO、NO2、N2O4三种气体组成,故混合气体的平均分子量应在44.4与55.2之间,因此选B、 C .
该题是2002年上海高考试题,考察了考生处理三种组分混合物平均分子量的思维方法. 2 考察对硝酸在反应中所起作用的理解(利用关系式法求解) 例2 1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应,当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标况),则所消耗硝酸的物质的量是 A 0.12mol B 0.11mol C 0.09mol D 0.08mol 解析：铜的物质的量=1.92g/64g/mol=0.03mol.气体(NO、NO2)的物质的量为 1.12L/2 2.4L/mol=0.05mol.在硝酸与铜的反应中，一部分硝酸生成了硝酸铜，另一部分硝酸转化为NO x(NO、NO2)， 关系式如下： Cu———Cu（NO3）2———2HNO3；HNO3——————NO x(NO、NO2)，由上述关系式可知，所消耗硝酸的物质的量=2n（Cu）+n（NO x）=2×0.03 mol +0.05mol=0.11mol. 3 考察对NO3-减少与H+下降关系的理解(利用守恒关系列方程求解) 例3 76.8mgCu与足量浓硝酸反应,铜作用完全后,如果NO3-减少2×10-3mol,则溶液中H+同时下降 A 2.2×10-3mol B 3.2 ×10-3mol C 4.4×10-3mol D 4.8×10-3mol 解析:H+反应后生成H2O, H2O中的O来自HNO3转化为NO x后减少的O,故有下列关系: NO3-(减少)____ NO2______e______2H+; NO3-(减少)____ NO______3e______4H+因此,n(H+)=2n(NO2)+4n(NO).这样只要求出NO2与NO的物质的量即可求出减少的H+物质的量,设生成NO2、NO的物质的量分别为x,y则
“铜与硝酸”类型试题的解法 铜与硝酸反应的计算题中，硝酸的浓度、用量的多少，对反应的还原产物、反应程度、反应类型有很大的影响，在一定程度上增加了解题的难度。然而，只要认真分析，挖掘其中隐含的条件，找准方法，就能灵活、快速地解决问题，达到事半功倍的良好效果。 一、电子守恒法 铜与硝酸的反应，由于硝酸浓度的变化，使还原产物不好判断，电子守恒法的应用可避开对产物的讨论，简单而快捷地解决问题。 案例1：将1.92g 铜投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，收集到672mL 气体（标准状况下）。将收集的气体倒扣在水槽中，充入一定量的氧气使气体完全溶解于水中。试计算，需要标准状况下氧气的体积？ 解析：铜与硝酸反应的还原产物有多种可能，可能是NO 2，可能是NO 2与NO 的混合气体，还可能更复杂，从这方面入手难度较大。从试题的整体来看，原硝酸经过一系列的反应，最终又变为硝酸，其中N 元素的化合价并没有发生改变，改变的是金属铜和参加反应的氧气，整个过程相当于铜将电子转移给了氧气。则设通入的氧气为xL ，根据电子守恒可得：1.92246422.4 x ?=?，解得x=0.336L 。 二、元素守恒法 铜与硝酸的反应，产物复杂，利用方程式进行解决，繁琐不易理解。元素守恒法可简化中间过程，直接解决问题。 案例2：38.4mg 的铜与硝酸反应，铜全部溶解且收集到22.4mL 气体（标准状况下）。试计算，铜与硝酸反应中消耗硝酸的物质的量？ 解析：此题并没有明确对硝酸进行描述，收集到的气体可能是NO 2，可能是NO 气体，也可能是NO2与NO 的混合气体。如果对之讨论，势必非常繁琐。然而，无论产物是什么都可将之看为NO x ，铜与硝酸反应生成Cu （NO 3）2、NO x 和H 2O ，根据N 元素守恒可得：参加反应的硝酸n （HNO 3）=n[Cu （NO 3）2]×2+n （NO x ），即参加消耗得到硝酸：n （HNO 3）=30.03840.02242 2.2106422.4 -?+=?mol 。 三、关系式法 关系式法是指结合方程式、电子守恒和元素守恒，将已知量和未知量之间的关系进行简化，从而顺利解决问题。 案例3：将4.6g 的镁、铜合金全部溶解于浓硝酸中，反应生成标准状况下4.48L 的NO 2
铜与硝酸反应的实验现象探究 铜与浓稀硝酸反应的实验，是中学化学教材中两个非常重要的演示实验，由于硝酸的浓度不同，反应现象不同，硝酸的还原产物也不相同。 ⑴铜与浓硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入浓硝酸后，立即有气泡产生，反应剧烈，放出红棕色气体，溶液很快变成绿色； ⑵铜与稀硝酸反应取一支试管，加入一小块铜片，滴入稀硝酸后，也有气泡产生，反应缓慢，反应开始阶段，试管内气体呈红棕色，随着反应的进行，试管内气体逐渐变浅，最终呈无色，溶液变成蓝色。 综上可见，铜与浓稀硝酸反应，除了在反应现象和气体产物上有明显不同以外，还有一个明显不同，就是反应后生成的溶液颜色明显不同。对这个问题存在着不同的解释，但同学们通过对以下这个例题的分析与解答，不仅能够更好地认识铜与浓、稀硝酸反应现象的不同，也会对反应后溶液颜色的不同有新的理解。 例题铜与浓硝酸和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象不同。为此，某高二化学学习兴趣小组在教师的指导下开展了积极的实验探究活动，他们为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。 ⑴请根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。 药品：稀硝酸、稀盐酸、锌粒、碳酸钙固体。 步骤：①检查装置的气密性； ②； ③； ④待反应完全后，将右边的导管插入试管内接近液面； ⑤；
⑥用注射器向试管内推入空气（或氧气）。 ⑵推入氧气或空气的目的是。 ⑶分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2+浓度差引起的，你同意吗？原因是。另一同学提出溶液呈绿色是Cu2+溶液颜色与NO2气体颜色复合的结果，请设计一个实验证明之（简述实验方案与实验现象）。 分析：此题探究的内容有两个：一是对如何能观察到铜与稀硝酸的反应产物NO呈无色进行探究，其关键是如何有效排除试管内的空气，使生成的NO不被氧化，又能很方便地检验出无色NO的存在；二是对铜与浓硝酸反应溶液呈绿色的原因进行探究，其关键是如何能通过实验证明浓硝酸与铜反应后的溶液呈绿色不是铜离子浓度差引起的。 解答：⑴设计思路是先用碳酸钙与硝酸反应产生的二氧化碳排除试管中的氧气，再设法让铜丝与稀硝酸反应，以便观察到无色的二氧化氮产生。因此，步骤②是将少许碳酸钙固体放入试管中，将能上下移动的细铜丝（悬挂于液面的上方）及玻璃导管安于瓶塞上；步骤③是快速向试管中加入足量的稀硝酸，并迅速塞紧试管；步骤⑤是使铜丝移动将其下端插入到稀硝酸中。⑵使试管内的气体变为红棕色，证明NO的存在。⑶显然颜色不同不是因为铜离子浓度差引起的，原因是铜的质量相等，在相同体积的溶液中生成了相同量的硝酸铜，也即两种情况下所得的硝酸铜溶液浓度相同，不存在浓度差问题。证明实验的方案有多种，其中较为简单的是将绿色的硝酸铜溶液加热，发现随着气体逸散，硝酸铜溶液从绿色变为稳定的蓝色。
高中化学实验重要知识点整理 一、高中化学实验操作中的七原则 掌握下列七个有关操作顺序的原则，就可以正确解答"实验程序判断题"。 1."从下往上"原则。以Cl2实验室制法为例，装配发生装置顺序是：放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精灯位置固定好铁圈→石棉网→固定好圆底烧瓶。 2."从左到右"原则。装配复杂装置应遵循从左到右顺序。如上装置装配顺序为：发生装置→集气瓶→烧杯。 3.先"塞"后"定"原则。带导管的塞子在烧瓶固定前塞好，以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。 4."固体先放"原则。上例中，烧瓶内试剂MnO2应在烧瓶固定前装入，以免固体放入时损坏烧瓶。总之固体试剂应在固定前加入相应容器中。 5."液体后加"原则。液体药品在烧瓶固定后加入。如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后在分液漏斗中缓慢加入。 6.先验气密性(装入药口前进行)原则。 7.后点酒精灯(所有装置装完后再点酒精灯)原则。 二、高中化学实验中温度计的使用分哪三种情况以及哪些实验需要温度计 1.测反应混合物的温度：这种类型的实验需要测出反应混合物的准确温度，因此，应将温度计插入混合物中间。 ①测物质溶解度。②实验室制乙烯。 2.测蒸气的温度：这种类型的实验，多用于测量物质的沸点，由于液体在沸腾时，液体和蒸气的温度相同，所以只要测蒸气的温度。①实验室蒸馏石油。②测定乙醇的沸点。 3.测水浴温度：这种类型的实验，往往只要使反应物的温度保持相对稳定，所以利用水浴加热，温度计则插入水浴中。①温度对反应速率影响的反应。②苯的硝化反应。 三、常见的需要塞入棉花的实验有哪些 需要塞入少量棉花的实验： 热KMnO4制氧气 制乙炔和收集NH3 其作用分别是：防止KMnO4粉末进入导管；防止实验中产生的泡沫涌入导管；防止氨气与空气对流，以缩短收集NH3的时间。 四、常见物质分离提纯的10种方法 1.结晶和重结晶：利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如NaCl，KNO3。 2.蒸馏冷却法：在沸点上差值大。乙醇中(水)：加入新制的CaO吸收大部分水再蒸馏。 3.过滤法：溶与不溶。 4.升华法：SiO2(I2)。 5.萃取法：如用CCl4来萃取I2水中的I2。 6.溶解法：Fe粉(A1粉)：溶解在过量的NaOH溶液里过滤分离。 7.增加法：把杂质转化成所需要的物质：CO2(CO)：通过热的CuO；CO2(SO2)：
铜与硝酸反应实验装置改进说课稿 一、使用教材 人教版高中《化学必修1》第四章第四节第二课时硝酸的性质。 二、实验器材 一支“T”型管、三支注射器、一根输液管（带调节器）、铁架台 （带两个铁夹）、橡胶塞；一根铜丝（绕成螺旋状）、浓硝酸、蒸馏水、 四氯化碳、氢氧化钠溶液。 三、实验创新要求/改进要点 1．这套装置利用“T”型管的结构特点，用四氯化碳隔离铜丝， 可随时控制反应的开始和停止，操作简单。 2．该装置可一次性完成铜与浓硝酸、稀硝酸的反应，能清晰的观 察到反应过程中的各种现象。 3．符合实验设计的绿色化原则，试剂消耗量少，增强学生的环保 意识。 4．实现了一套装置多种用途的目的。装置简图 四、实验原理/实验设计思路 反应原理：Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O； 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O； 2NO+O2=2NO2 操作原理：倾斜“T”型管，控制铜丝与浓硝酸的反应；用四氯化碳隔离铜丝与稀硝酸，以控制反应的开始和停止；用液体将装置中的空气排出,便于观察现象。
五、实验教学目标 硝酸是氮的重要化合物，也是重要的化工原料，硝酸的性质贯穿了中学化学的始终，铜与硝酸的反应是高中阶段很常见的反应，但在人教版必修Ⅰ的102页，仅给出了化学方程式，未进行演示实验，主要原因在于：铜与硝酸（尤其是浓硝酸）反应不易控制反应速率，造成药品浪费；反应产生大量有毒气体NO和NO2，会对环境造成污染；铜与稀硝酸反应生成的NO易被空气氧化，不易观察其颜色，导致学生出现认知偏差。针对以上问题，我对铜与硝酸反应的实验装置进行改进，改进之后的装置更适合课堂教学，更易观察实验现象，同时也绿色环保。 六、实验教学内容 本节课针对铜与硝酸反应的实验装置进行创新改进，用一套装置一次性完成铜与浓、稀硝酸的反应，对比观察反应现象（反应速率、反应后溶液的颜色、生成NO和NO2的颜色、NO的氧化过程），使学生在实验的基础上学习和认知。 七、实验教学过程 1．组装仪器并检查装置的气密性 在注射器中密封一定量的气体，关闭输液管上的控制器，推动活塞，片刻后松开，活塞仍能恢复到原来的位置，证明气密性良好。 2．铜与浓硝酸的反应 （1）将装置固定在铁架台上，打开输液管上的控制器，倾斜“T”型管，在“T”型管中注入浓硝酸，并与铜丝发生反应。 （2）待收集3mLNO2后，旋转“T”型管，使铜丝与浓硝酸分离，反应停止。 （3）在“T”型管中观察铜与浓硝酸反应的现象（反应速率、溶液颜色、NO2气体的颜色）。 3．铜与稀硝酸的反应 （1）用注射器在“T”型管中注入四氯化碳，并将铜丝完全覆盖。 （2）在“T”型管中注入蒸馏水，同时将“T”型管中的气体全部排出，并用氢氧化钠溶液吸收。 （3）关闭输液管上的控制器，旋转“T”型管，使铜丝与稀硝酸接触反应，并用注射器收集NO气体，观察反应现象（反应速率、溶液的颜色、NO气体的颜色），并和铜与浓硝酸的反应进行对比。 （4）旋转“T”型管，用四氯化碳隔离铜丝与稀硝酸，使反应停止，打开输液管上的控制器。 4．NO与O2的反应 取下收集有NO气体的注射器并用一支空注射器替换。拉动活塞吸入空气，观察气体颜色的变化。 5．尾气处理 在收集有NO气体的注射器中吸入氢氧化钠溶液，振荡（或将气体缓缓推入氢氧化钠溶液中），使气体完全被吸收。 6．处理废液，清洗装置并复原装置。 八、实验效果评价 这套装置利用了“T”型管的结构特点做气体发生装置，并用四氯化碳隔离铜丝控制反应随时开始和停止，现象明显，操作简单易行，适合在课堂演示中推广。需要注意的是：针筒、输液管、胶塞易被酸腐蚀，实验后要及时清洗仪器，避免仪器的粘黏或老化。
铜与稀硝酸反应的实验改进 新会华侨中学颜秋生一、实验简介 化学1中讲“硫酸和硝酸的氧化性”时，只安排了“浓硫酸与铜的反应”实 验，而对“浓硝酸和稀硝酸与铜的反应”只写出了化学方程式，没有安排演示实 验，但如果我们在这里增加“铜与稀硝酸反应的实验”，则学生既可以增加对硝酸 氧化性的了解，也可以更好地掌握NO和NO的性质。以前我们一般是直接把铜片和稀硝酸放在试管中反应，这样既不容易看 2 到无色的NO气体的产生，又不环保，老师和学生的身体健康受到伤害。为 此，我经过多次的实验，设计了一套简单、环保、操作方便、现象清楚的实验装置 来进行“铜与稀硝酸反应的实验”。 二、实验用品: 无色透明的塑料胶水瓶(我们选用了一个300ml的矿泉水瓶)、3cm长的螺旋状铜丝、带导管的单孔橡皮塞、弹簧夹、试管、试管架、烧杯(100ml)、稀硝酸(1:1)。三、实验装置 四、实验步骤及现象
1、如上图所示，在带有导管的单孔橡皮塞上固定一根长约3cm的螺旋状铜丝。 2、向塑料胶水瓶中加入稀硝酸，使液面接近铜丝，然后塞上带有导管和铜丝的橡皮塞。 3、将导管的另一端插入放在试管架上的试管中，打开弹簧夹，用手迅速挤压胶水瓶下部，将瓶内及左侧导管内的空气排出，然后迅速用弹簧夹夹紧乳胶管。 4、5分钟后可观察到导管中有一段无色的气柱，溶液逐渐变成蓝色。 5、将试管中的导管移致液面上，打开弹簧夹，空气进入瓶中，待胶水瓶鼓起来后用弹簧夹夹紧乳胶管。此时，可观察到铜丝与液体脱离接触，反应停止，稀硝酸液面上方出现红棕色气体。 五、改进后的优点 1、实验装置简单，实验操作也简单方便。 2、实验现象明显，能清楚地观察到无色的NO气体和红棕色的NO气体的产生。 2 3、符合实验设计的绿色化原则，整个实验过程中没有有毒气体逸出，实验最终产生的废气可用NaOH溶液吸收。
金属和硝酸反应的分类题型 一、知识要点： 硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀、浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸浓度不同，氧化能力不同。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，当硝酸与金属反应时条件不同，硝酸的还原产物不同。具体如下： ⒈一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸剧烈反应，生成硝酸盐和NO2，与稀硝酸反应常需加热，生成硝酸盐和NO，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。 ⒉常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现 象，而稀硝酸则可与它们反应。若加热，解除钝化则发生反应。 如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+6HNO3(浓)＝Fe(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O (注意：铁与硝酸反应时，无论硝酸是否过量，开始时总是把Fe氧化成Fe3+) 铁过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是铁与硝酸反应生成Fe3+产生的。 Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O……①3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O……② 设n(Fe):N(HNO3)=a，则 a≤1/4时，按①进行；a≥3/8时，按②进行；1/4≤a≤3/8时，两者都有。 如：５Fe＋１６HNO3=2Fe(NO3)3+3Fe(NO3)2 +4NO↑+2H2O 比例关系：４HNO3～NO ②可认为是①反应后Fe过量。Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2 ⒊当硝酸与金属活动顺序表中排在氢以前的金属如镁、锌铁等反应时，由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。除可生成NO2或NO外，在更稀硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。一般情况下，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀则还原产物中氮元素的价态越低。浓硝酸被还原的主要产物是NO2，稀硝酸被还原的产物主要是NO；再如较稀的硝酸还原产物主要是N2O，而更稀的硝酸则被还原成NH3（NH3与HNO3反应生成NH4NO3）。当然，硝酸与金属发生的氧化还原反应比较复杂，这里对硝酸的还原产物也只是粗略地划分，并没有很明显的界限。 二、常见分类题型： ⒈概念型： 下列关于硝酸的叙述正确的是（C）
实验探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是一氧化氮 [题目]某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器。 请回答有关问题； （1）设计装置A的目的是____________________；为达到此目的，应进行的操作是__________；A中反应的化学方程式为____________________。 （2）在完成（1）中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________；B中反应的离子方程式为：____________________________。 （3）装置E和F的作用是____________________；为实现此作用，其操作方法是____________________。 （4）装置D的作用是____________________。 [命题意图]本题源于成都市2020届高中毕业班第二次理科综合能力测试卷（略有改动），旨在提高学生对教材中实验的理解、评判和优化能力。新课程背景下化学教学日益重视对学生实验能力的培养，化学实验的复习，要多动手、多动脑、多探索。由此让学生保持学化学的兴趣，帮助形成化学概念，巩固化学知识，获得化学实验技能，培养实验能力。 对教材实验中不完善之处进行改进是高考实验命题的良好素材，从环境保护、绿色化学、实验推断的严密性和实验结论的准确性等角度分析教材实验中的不足，寻找实验改进的方法和途径，有利于培养学生的创新意识。 着力引领教师在重视化学实验过程中，让学生学会化学实验基本操作，明确实验目的，把握三大实验原理：反应原理（解决实验为什么这样做）、装置原理（解决实验用什么装置做）和操作原理（解决实验怎么做）。 [试题点评]1. 本实验的构思源于对现有教材中实验的改进，较好地运用了简易启普发生器、可上下抽动的铜丝和可推拉的医用针筒控制反应，富有创新的成分，装置设计较巧妙，较好地克服了教材中在单一试管中进行铜与稀硝酸反应实验所存在的缺陷：生成的气体会外逸对环境有污染；生成的一氧化氮气体的无色不容易观察；无色气体变为红棕色的界限不清晰等。 2．改进后的实验可达到的目的有：装置密封，气体不外逸；生成的气体能够富集，便于学生观察NO为无色气体；一氧化氮的生成与一氧化氮的转化（即生成二氧化氮）分两个阶段进行；具有装置简单、药品用量少、操作方便、现象明显和无污染等优点。 3．从本质上讲，本实验是将课本中几个小实验组合构建起来的一个配套实验，依据上述目的的分析，题中实验比较完善。从整体上来看，试题比较经典，有所创新，初看能给人眼睛一亮。这就要求我们的学生平时做实验时不能满足于“照方抓药”，要学会独立思考：怎