铜与硝酸反应实验的微型化改进

1、铜与硝酸反应实验的微型化改进张新平 邱孝能武汉市新洲区第一中学 (430400) 1 改进的背景新教科书（人民教育出版社化学室编著·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，有规范的浓、稀硝酸与铜片的反应实验，但试剂用量中的“一小块”、“少量”常规的取量是：10×10 mm 、1-2 mL 。剂量大，浪费大，易污染。在不影响实验现象的前提下，将试管实验改为导管实验的微型化改进后，试剂用量可分别降低到原剂量的1/25、1/101/20。2 改进的目的经济-试剂用量少环保-产生的废气废液少规范-化学实验常用仪器的使用及改进，不用

2、代用品简明-组装简单、操作方便、现象明显3 实验用品浓硝酸（69）、稀硝酸、铜片、NaOH(aq)W型、WV型、N型、V型反应管（器、用玻璃导管自制）、铁夹、橡皮管、脱脂棉、镊子、胶头滴管、小烧杯、小试管4 实验装置 1-带铁夹的橡皮管、2-W型反应管、3-浓硝酸铜片、4-滴有1-2滴NaOH(aq)的棉团、5- WV型反应管、6-稀硝酸铜片、7- N型反应管、8-小试管（或小烧杯）、9-NaOH(aq) 、10- V型反应管5 实验步骤（1）W型与WV型反应管实验（图1、图2）在W型、WV型反应管的右端口塞一小棉团，并滴1-2滴NaOH(aq)于棉团上；在W型、WV型反应管的左端，分别加入约

3、2×2 mm 的铜片（已对折）一块，再分别滴入2-3滴浓硝酸、3- 4滴稀硝酸(为了安全，学生操作时，可让其滴管尖嘴伸入到反应管内滴下，下同)；立即在W型、WV型反应管的左端口套上带铁夹的橡皮管（橡皮管口已预先用水湿润）；手持或搁置于小烧杯上观察现象（在观察面的背面衬张白纸）。说明 W型反应管中，红棕色很快充满W型管中部，而W型管左端底部溶液则为明亮的蓝绿色。在WV型反应管中，铜片上很快有气泡产生，约2 min 后溶液呈浅蓝色，约5 min 后WV型反应管中部有淡棕色。（2）N型反应管实验（图3）将N型反应管的一端直接插入到盛有少量NaOH(aq)的小试管（搁置于试管架或手持）或小烧

4、杯中（或塞上一小团浸有NaOH(aq)的棉团）；向N型反应管的另一端加入约2×2 mm 的铜片（已对折）一块，再滴2-3滴浓硝酸；立即套上带铁夹的橡皮管（橡皮管口已预先用水湿润）；手持或搁置观察（在观察面的背面衬张白纸）。说明 红棕色气体和蓝绿色溶液的现象十分明显。6 实验评价（1）实验的微型化，降低了试剂的消耗（经济），减少了三废的排放（环保），加之有吸收的方法，符合绿色化学从源头上制止污染的原则（该实验完毕后，可续加几滴NaOH(aq)，待其继续吸收一段时间后，再用水冲洗）。（2）实验的微型化，试剂用量少，使实验过程中出现意外的燃烧、爆炸、中毒（如本实验）等危险性降低，大大消除了部分学生的恐惧感。（3）实验的微型化，操作相对简单化，但仍训练的是一些常规的基本实验操作，如滴管的使用、固体的取用、尾气的吸收、橡皮管与导管的连接等。在规范学生的实验操作，提高学生的实验能力方面仍起着示范性的作用。（4）实验的微型化，尽管试剂用量少，相对节省实验时间和尾处理时间，但实验现象明显，仍能很好地实现实验的目的。（5）实验完毕，洗涤容易（用滴管吸水对着管口的一端冲洗2-3次即可），可反复使用。（6）铜与浓硝酸的实验还可进一步简化到V型反应管（图4），效果也好。（7）存在的问题是：在稀硝酸与铜片反应的WV型反应管，为加长的W型反应管，其目的是，增加管内空气（氧气）的