铜与浓硝酸反应实验的微型化设计

铜与浓硝酸反应实验的微型化设计

一 问题提出

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1-7，

演示了铜与浓硝酸的反应,虽然达到了一定的演示效果,但实验所使用浓硝酸的量较多,反应

剧烈,较难控制,且产生的二氧化氮气体不能很好的处理而污染空气。因此，我们对该实验进

行了相应的改进，便于同学们操作和探究。

二 实验目的

1 验证浓硝酸具有强氧化性，选用铜与浓硝酸反应，并验证反应产物。

2 验证二氧化氮的溶解性质。

三 实验药品及仪器

药品：铜片（或螺旋形铜丝） 浓硝酸(10.0 mol/L) 蒸馏水

仪器：无色滴瓶 (１只) 50ml小烧杯（１只） 镊子（１只）

四 实验装置

五 实验操作及现象

取一只无色滴瓶，内盛有适量的蒸馏水，用镊子夹取一小块铜片于滴管中，吸取浓

硝酸后，将滴管插入瓶中。此时可观察到铜片表面产生大量的气泡，滴管中溶液逐渐变为

绿色，液面上方产生红棕色气体；然后滴管中的液体被压入瓶内，瓶中溶液变为蓝色；一

会儿瓶中溶液又缓缓回升到滴管中,气体颜色逐渐变浅直至无色。

六 实验现象解释

1 众所周知，硝酸铜溶液的颜色呈蓝色，但铜与浓硝酸反应后溶液颜色却会呈现绿色。

原因是产生的红棕色二氧化氮气体一部分溶解在溶液中呈黄色,而溶液中[Cu(H呈蓝

24

O)]

色, 两者的混合色为绿色。

2 当绿色溶液被产生的气体压入瓶中，溶液则变为蓝色。原因是二氧化氮遇水发生反应：

4NOO＝4HNO 这样溶解在溶液中的二氧化氮气体很快消失，最终滴瓶中溶

2223

＋O＋2H

液呈蓝色。

3 当绿色溶液被产生的气体压入瓶中，一会儿瓶中的溶液又缓缓回升到滴管中,滴管中气

体颜色逐渐变浅直至无色。原因是二氧化氮易溶于水：3NO＋H＋NO。

223

O＝2HNO

七 实验中注意的问题

1 浓硝酸浓度的选定.

实验 实 验 现 象

１

２

３

４

物质的量浓度

(mol/L)

8.0

9.0

10.0

11.0

反应较慢,铜片表面产生气泡,溶液呈蓝色,一段时间后,有红棕

色气体出现

反应相对较快,铜片表面产生气泡,溶液开始呈蓝色,后逐渐变

为蓝绿色,有红棕色气体产生

反应较快,铜片表面产生大量气泡,溶液逐渐变为绿色,有大量

红棕色气体产生

反应很快,铜片表面产生大量气泡,溶液呈绿色,有大量红棕色

气体产生

2+

通过实验证明，当硝酸物质的量浓度≥11.0 mol/L时, 反应太快，太剧烈,难以控制,不便

于操作； 当硝酸物质的量浓度≤8.0 mol/L时,开始时产生无色气体,一段时间后,方有红棕色

气体出现。故浓硝酸的浓度以10.0 mol/L左右为宜。

2 滴瓶中蒸馏水的量： 以胶头滴管尖嘴部分刚刚浸没液面为宜。

八 实验优点

1 按上述方法进行实验， 操作简便，药品用量少，实验现象明显。

2 这样实验有效的防止了二氧化氮对空气的污染，有助于同学们增强环保意识。

3 该装置有启普发生器的优点。