中国现代教育装备
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铜与浓、稀硝酸反应实验的创新设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2024-12-18 17:56:14
  [导读]将铜与浓、稀硝酸反应实验进行了改进,改进后的装置简单,操作方便,随开随停,适用于课堂演示,便于对比认识铜与浓、稀硝酸反应现象的异同,实现了NO2与水的反应、NO与NO2的相互转化。实验操作简单,现象明显,绿色环保,有利于落实学生学科核心素养。

  一、问题的提出

  人教版《高中化学(必修2)》[1]中的铜与硝酸反应实验装置如图1所示,实验的具体操作是:在橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝;向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和稀硝酸,用橡胶塞塞住管口,使铜丝分别与浓、稀硝酸接触,观察并比较实验现象。向上拉动铜丝,终止反应。教材通过对比实验现象,分析了铜与浓、稀硝酸反应产物的异同,从而认识硝酸的强氧化性。该实验装置简单,易操作,但仍然存在不足:第一,缺少防倒吸安全装置;第二,由于尾气吸收采用接触式方式,氮氧化物(如NO、NO2)在敞开空间中逸散不可避免,存在污染空气的可能;第三,试管内的空气会将产生的NO立即氧化为NO2,无法直观地观察到NO气体的真实颜色。

  二、已有研究

  三、实验改进

  四、实验创新点

  第一,装置简单,组装容易,器材廉价易得,操作方便,适用于课堂演示。

  第二,密封体系,绿色环保,药品用量少,氮氧化物可通过NaOH溶液振荡吸收,实现零排放,有利于学生环境保护意识的培养。

  第三,实现了实验随开随停,便于课堂教学中重复开展,铜丝与稀硝酸反应产生的NO气体在无氧的环境中,便于观察NO气体的真实颜色。

  第四,便于对比实验,现象明显,不仅演示了铜丝与浓、稀硝酸的反应而且实现了NO与NO2之间的相互转化,NO2与水的反应让学生知道了氮氧化物可以用NaOH溶液进行尾气吸收,补充了教材中氮氧化物相互转化的实验空白。

  参考文献

  [1] 普通高中教科书化学必修第一册[M].北京:人民教育出版社,2019.

  [2] 余新红,白永丽,陈永忠,等.铜与浓、稀硝酸反应实验的一体化设计[J].化学教与学,2014(10):92,95.

李调霞1 余新红2 吴有萍2 1.甘肃省舟曲县第一中学 2.甘肃省岷县第一中学


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