铜与稀硝酸反应实验的改进和探讨

李凯芳

【摘 要】 铜与稀硝酸反应制取NO的反应是中学化学必做的演示实验，教材实验虽然比较简单，但是存在很多问题。本文对实验改进的原因进行分析并做探讨。

【关键词】硝酸与铜反应；实验装置；一氧化氮；探讨

稀硝酸与铜的反应是中学化学中的一个重要反应。做好稀硝酸与铜反应的演示实验对于认识硝酸的氧化性有很大帮助，以及在次实验过程中产生NO和NO2的性质产生深刻的认识。新人教版化学《必修2》已经将次实验删除。若按照旧人教版教科书《化学》第二册的做法，向放入铜片的试管中加入稀硝酸反应速度很慢，由于没有排出试管内的空气，看到的气体也不是无色而是红棕色，会让学生误认为稀硝酸与铜的反应产生NO2，并且在实验完毕后取下装稀硝酸试管的胶塞后产生的NOz气体很容易逸出到空气中污染环境，危害了师生健康。因此本文从环保的角度出发对该实验进行了改进并作探讨。

一、教材实验

旧人教版《化学》第二册硝酸一节。在一支试管中放入一小块铜片，加入少量稀硝酸，立即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（如下图）。观察发生的现象。反应片刻后，将加入稀硝酸的试管上的胶塞取下，使空气进入试管，观察发生的现象。

评价：该实验的原理为3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO

+4H2O，虽然实验装置和操作看似简单， 但存在着明显的不足： 稀硝酸与铜片的反应速度相对缓慢，产生的气体量少且NO易被试管中的氧气氧化而呈红棕色，导致学生混淆浓、稀硝酸与铜的反应现象和反应产物。同时该方法产生的NO、NO2会对环境造成污染，不符合“绿色化学”理念。教材对稀硝酸与铜反应的溶液呈蓝色，没有做任何解释。

二、铜与稀硝酸的反应的改进

1.实验用品

①u形管 ②分液漏斗 ③长颈漏斗 ④稀硝酸（4mol/L）⑤铜片 ⑥水 ⑦大头针

2.改进后的实验

实验步骤与现象：①将u形管和分液漏斗，长颈漏斗以及插有大头针的铜片按右图装置进行组装仪器。

②打开分液漏斗活塞向分液漏斗中加入稀硝酸至u形管右端最高处齐平，可以看到u形管右端铜与稀硝酸缓慢发生反应，有无色气泡产生，U型管右端液面慢慢下降，由于u形管右端反生产生气体的压力使左端液面上升，反应由慢到快，溶液逐渐变为蓝色。随着反应不断进行直到铜片和硝酸分离。

③打开分液漏斗活塞，无色气体进入分液漏斗，马上变成红棕色气体。

④关闭活塞，可以看到红棕色气体充满整个分液漏斗。

⑤打开分液漏斗盖，向分液漏斗中加水并轻轻震荡，此时可以看到红棕色气体变成无色

3.改进后的优点

（1）反应在缺氧条件下进行，使同学们观察到了NO的“庐山真面目”——无色气体；

（2）NO气体将液体从U型管右边排入左边，表明NO在水中的溶解度较小，验证了NO难溶于水的性质；

（3）实验中没有向空气中排放有毒气体，避免了空气受到污染；

（4）器材简单，操作方便，現象明显。

【参考文献】

[1]罗宿星.伍远辉.孙东来.铜与硝酸反应实验中硝酸浓稀界限的研究[J].实验室科学，2012（10），第15卷（5），67-68

[2]孙亮.铜与稀硝酸反应制取一氧化氮实验装置的改进[J].课堂内外，2013（3），166