方明珠

摘 要：苏教版高中《化学必修1》教材设计了浓硝酸和Cu反应实验，实验操作不好控制、现象不明显、现象与本质不能完全统一、污染环境，巧借中学化学实验室常见仪器、药品对该实验进行再改进。

关键词：吸耳球；饱和Na2CO3溶液；浓硝酸；铜丝；NaOH溶液

化学是一门以实验为基础的学科。化学实验对学生掌握基础知识和基本技能、培养学生化学学科素养等起着重要作用。HNO3和Cu反应实验是中学化学中的一个重要实验，在不同版本的教材中均有出现，如苏教版《化学必修1》专题4第二单元设计了浓硝酸和Cu反应实验。

但按照教材实验装置图进行实验存在以下缺点：

1.不易控制反应的开始与停止。

2.浓HNO3和Cu反应是直接生成NO2，还是生成NO与装置内O2反应生成NO2？有疑惑。

3.稀HNO3和Cu反应生成无色气体NO遇空气变红棕色，较短时间内很难看清楚。

4.缺少尾气处理。

浓HNO3和Cu反应生成NO2，NO2溶于水生成NO，稀HNO3和Cu反应生成NO遇空气变NO2，两个反应的反应物和生成物间存在紧密联系，实验对反应条件要求严格，不少教师因为实验操作不方便，实验现象不明显，现象与本质不能完全统一，浓硝酸易挥发且腐蚀性强，氮氧化物毒性较大，污染环境等原因，所以把实验操作改为“视频实验”甚至是“口头实验”，学生缺少对这些知识的感性认识，不能更好地理解和掌握相关基础知识和基本技能，教师没能对学生创新能力进行培养，实属可惜。

笔者巧借中学化学实验室常见仪器、药品对该实验进行再改进，供同行参考。具体情况如下：

一、实验原理

Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

二、實验仪器和试剂

吸耳球、分液漏斗、橡胶塞、具支大试管、止水夹、试管、小烧杯、粗铜丝（下端缠绕细铜丝）、饱和Na2CO3溶液、浓硝酸、NaOH溶液等。

三、实验装置图

四、实验操作、现象

1.按上图连接好实验装置，检查装置气密性。小试管中预先加入适量水，把小烧杯改为加入Ca（OH）2溶液的小试管，导管末端插入液面下。

2.从分液漏斗向具支大试管加入2mL浓硝酸。

3.打开止水夹和分液漏斗下端的旋塞，通过分液漏斗向具支大试管中逐滴加入饱和Na2CO3溶液，直到Ca（OH）2溶液中有较大量的白色沉淀生成。

4.关闭分液漏斗下端的旋塞，把生成沉淀的小试管换成加入适量NaOH溶液的小烧杯，导管末端插入液面下。将粗铜丝（下端缠绕细铜丝）伸入具支大试管，使铜丝与浓硝酸反应，观察反应产生气体颜色和该气体与水反应生成气体颜色，现象明显后抽出铜丝，停止反应。

5.从分液漏斗向具支大试管内加5mL水，稀释硝酸，关闭分液漏斗上端活塞和下端旋塞，将铜丝再伸入具支大试管，使铜丝与稀硝酸反应，观察到具支大试管中气体颜色逐渐变成无色，烧杯中导管末端不断有气泡产生，打开分液漏斗下端旋塞，关闭止水夹4秒。

6.打开分液漏斗上端活塞，迅速用吸耳球通过分液漏斗向具支大试管内吹入空气，具支大试管中无色气体立即变成红棕色。

7.抽出铜丝，打开止水夹，用吸耳球通过分液漏斗继续向具支大试管内吹入空气（有利于尾气处理）。

五、实验反思

实验改进后操作方便，现象明显，现象与本质能完全统一，学生更直观更准确地理解铜分别和浓硝酸、稀硝酸反应知识以及部分含氮化合物间的转化知识，培养学生量变到质变的观点以及环境保护意识，创新能力和学以致用的能力，还培养了学生化学学科核心素养。

编辑 高 琼