铜与硝酸反应的实验创新设计——一套装置解决两个难题

铜与浓硝酸、稀硝酸反应的演示实验在教学中至关重要,但现行高二化学教材（人教版）存在诸多不足,能否将两个实验整合到一个实验装置中完成且能弥补教材中实验的不足？我们进行了如下创新。     

铜与浓、稀硝酸反应演示实验的再设计

铜与浓稀硝酸反应演示实验是中学化学教学的重点演示实验之一,该实验方法用注射器和玻璃导管等制作的简易装置作为反应器使铜与浓稀硝酸反应在玻璃导管中(无空气干扰的环境里)进行,避免了气体产物和空气的直接接触,便于及时观察到较纯的NO2、NO气体的颜色。     

铜与稀硝酸反应演示实验的改进

1 改进原因 新教材(试验修订本·必修加选修)中关于铜与稀硝酸反应的演示实验[实验1~7],虽然在老版本演示实验内容的基础上进行了改进,即用塑料袋将试管口封住,以免NO污染空气,但仍有不足,新实验还是未解决根本问题,也就是很难观察到无色的NO气体的生成,因为试管中的空气没有除去,其中的O2仍能使NO转变为NO2,实验不足以说明产物为NO.2 改进的实验装置     

铜和稀硝酸反应的实验改进

现行高中化学教材“铜和稀硝酸反应”的演示实验中,NO 是用透明塑料袋收集,并观察 NO 与 O_2反应的颜色变化。利用教材上的装置和方法演示实验,一是试管内空气没排尽,NO 很快被氧化成 NO_2,NO 的无色很难观察到;二是实验完成后,气体不方便回收,NO会部分逸出,污染环境。针对教材演示实验中存在的不足,笔者对此实验进行了改进,发现用如下装置制取NO 和验证 NO 的性质,现象明显且不污染环境,效果较好,如图1所示。1 实验装置     

铜与浓硝酸反应实验的绿色化设计

正铜与浓硝酸反应的实验是苏教版高中化学教材必修1中的一个重要演示实验。但根据课本中的实验操作,存在以下缺点:(1)由于采用排水法,因此无法收集到NO2气体。(2)反应结束后,装置里的多余的气体无法处理,一旦取下橡皮塞,会导致NO2气体外溢造成环境污染。(3)铜片浸在浓硝酸中不能控制反应的速率,而且产生的气体量较大,浪费药品,不能实现实验的绿色化。所以,我们通过多次的实验与探究,对该实验进行了如下的绿色化设计。     

铜与浓、稀硝酸反应实验的一体化设计

铜与浓、稀硝酸反应的实验在中学化学教学中占有很重要的作用,是中学化学常用的演示实验。教材中的实验装置存在无法控制反应速率、药品用量较大、容易倒吸、难以观察到铜与稀硝酸反应生成NO等弊端。基于实现绿色化与渗透环境教育的探索,笔者在对高中化学必修1的教师演示实验和鲁教版教材研究的基础上,对此实验进行了如下改进。     

浓、稀硝酸与铜反应的绿色化、一体化实验改进研究

针对鲁科版教材中Cu与浓、稀HNO3反应装置存在的不足,通过查阅文献、反复实验,最终利用U形管、导管、止水夹、注射器等实验室常见仪器,设计出了一套绿色化、一体化的反应改进装置。装置巧妙地利用四氯化碳、磁铁以及缠有铜丝的磁子,将浓HNO3与Cu的反应、产物NO2与H2O制备稀HNO3的反应、稀HNO3与Cu的反应、产物NO的检验,以及尾气处理等多个反应融合于一体,具有装置简单,操作方便,产物无污染的优点。     

铜与硝酸反应实验的改进

在进行苏教版化学1"硝酸的性质"实验时,笔者发现整个实验存在着比较多的难以克服的缺陷:试剂用量大;装置密封性差;NO和NO2用量无法控制而导致污染严重,侵害教师和学生的身体健康。因此,笔者就是否演示铜和硝酸反应实验进行了调查,教师对该实验都表示困惑:不演示不仅让学生失望,还违背了《课程标准》的基本理念:"通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生经历科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。"若演示则过程复杂,产物污染严重,不符合绿色化学的理念,给学生带来化学是一门危险学科的负面影     

中和热的测定实验装置的改进

中和热的测定实验是中学化学中重要的演示实验之一。教材演示实验存在以下不足：实验结果误差大：温度变化度数可能在橡皮塞内而无法读数;装置保温效果不好;操作较繁琐。因此,笔者对该实验进行改进,使实验操作简便,效果良好,以适合教师演示和学生实验。     

再谈苏教版中铜与稀硝酸反应实验装置的改进

铜与稀硝酸反应制取NO的反应一直是中学化学必做的演示实验。苏教版新教材对该实验的装置进行了改进,但实验装置仍存在一些弊端。故笔者对该实验的装置进行了进一步的改进。改进后的实验,操作简单,现象明显,对照性增强,效果良好,也达到了环保的要求。     

稀硝酸与铜反应实验的改进

正在高一化学教材必修一有关稀硝酸与铜反应制备NO的实验中,很难观察到NO是无色气体。为此,笔者经多次实验研究,对该实验作出如下改进。一、原实验不足在教学实践中笔者发现,在利用如图1所示装置进行该实验时,由于试管内原有空气中的氧气未除去,实验产生的一氧化氮便与空气中的氧气发生反应而生成二氧化氮,此时往往会看到试管内产生红棕色气体,而无法观察到NO的颜色,同     

铜与浓、稀硝酸反应实验的微型化改进

<正>一、改进目的铜与浓、稀硝酸反应演示实验是人教版高中化学必修1的重点演示实验之一,能否做好该实验直接影响到学生对硝酸强氧化性的理解和把握,从而影响对金属与浓、稀硝酸反应特点的总结。在常规实验过程中,我认为存在以下几点不足:(1)由于铜与浓硝酸的反应程度比较剧烈,产生的有毒气体NO2容易逸散到空气中,造成严重的环境污染,危害师生身体健康,不利于课堂教学。(2)由于不能排尽试管内的空气,铜与稀硝酸反应     

NO制备和性质的微型实验

NO、NO2的性质实验和Cu与HNO3的反应是高中化学的重要内容。将教材中Cu与HNO3的实验采用微型实验器材操作,实现了隔绝O2条件下制备NO并可同时验证其有关的化学性质。采用微型实验装置后,实验现象更直观、明显,且安全可靠、符合环保理念,并且非常适合学生实验和课堂演示。     

铜与稀HNO_3反应实验的创新设计

正"铜与稀HNO3反应实验"属于普通高中课程标准实验教科书化学(必修1)第四章的内容。该实验对学生进一步了解HNO3,NO和NO2的性质,提高和培养学生综合分析问题的能力及科学素养等均有重要意义。一、原实验方案的不足教材将该实验直接置于试管中进行(图1)有以下不足。1.现象不明显,气体往往在液面就会被氧化成红棕色NO2气体,很难观察到无色NO气体。     

铜与浓稀硝酸反应实验

高中化学第一册必修课本第150页[实验6-5]铜片分别与浓硝酸和稀硝酸反应的演示实验，按教材所述在敞口的试管中进行，我认为存在以下不妥之处。     

“铜与硝酸反应的装置设计”教学案例

1 教学设计的指导思想 在三种版本(鲁教、苏教、人教)的必修1教材中都介绍了铜与浓、稀硝酸的反应,但引导学生形成知识的演示实验各不相同.人教版教材没有演示实验,苏教版教材用分液漏斗与试管作为反应的容器、将生成的气体通入水中收集完成性质实验,鲁教版用铜与硝酸反应的试管口上加蘸氢氧化钠的棉花设计完成实验,这二种教材演示实验设计都不利于学生近距离的观察,且教师重点强调NO、NO2毒性,使学生产生学习化学的畏惧感,造成教师上课一演示实验,学生赶紧捏鼻子逃避的现象,教材的实验教学功能被减弱.     

铜与稀硝酸反应实验装置的设计

铜分别与浓、稀硝酸反应,是体现硝酸强氧化性的2个重要演示实验。其中,在铜与稀硝酸反应的实验中如何呈现产生的气体是无色NO而非红棕色气体NO2是实验的关键。同时,实验过程中的污染物吸收与处理也是考虑的主要问题。     

铜与稀硝酸反应实验设计的反思与纠偏

一、常见铜与稀硝酸反应实验设计的归类与反思在高中化学中"铜跟稀硝酸反应演示实验"中,要解决的主要问题是将此实验生成的气体颜色与铜和浓硝酸反应产生的气体颜色进行比较。实验设计的思路包括:防止生成的无色 NO 气体与空气接触;后续实验能说明 NO 与 O_2会很容易反应生成红棕色的 NO_2。实验现象:铜在稀硝酸中逐渐溶解,反应生成无色气体,此气体遇空气很快变成红棕色;反应速     

铜与浓、稀硝酸连续反应演示实验的再改进

针对铜与浓、稀硝酸的反应演示实验存在现象不够明显、装置过于复杂等不足,从药品和仪器的选择两方面进行探索,设计了一套可用于铜与浓、稀硝酸连续反应的演示装置,并介绍了实验的步骤和现象。该演示装置具有构思巧妙、简约明了、安全环保等特点。     

平抛运动演示仪的改进与创新

探究平抛运动规律是平抛运动一节中的重难点,是一种典型的匀变速曲线运动,其于整个物理体系中所占据的地位不可忽视。然而教材以及在一般的课堂教学中,平抛实验演示仪仍存在着一些不足。现就此指出教材中演示实验装置的缺陷,并简要介绍对其的改进与创新。