实验改进与创新设计

《实验改进与创新设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验五实验改进与创新设计小组成员：吴健华（20102401046）刘启梧（20102401144）陈汉翔（20102401132）布瑞昌（20102401023）一．探究问题的提出硝酸是一种氧化剂，其与铜反应，将铜氧化为硝酸铜，并生成氮的氧化物。而不同浓度的硝酸（浓硝酸与稀硝酸），其氧化性强弱不同，因此与铜反应，生成的氮的氧化物均不同。稀硝酸与铜反应生成的是NO（无色气体），而浓硝酸则生成NO2（红色气体），这说明了浓硝酸的氧化性更强。若采用普通的实验方法，分别用浓硝酸、稀硝酸和铜进行反应，分别制备NO2与NO，再进行一系列性质实验，则存在如下缺点：1.实验所需的药品用量及仪器多，不符合

2、绿色化学的要求；2.操作步骤冗长，不利于课堂演示；3.生成的大量NO及NO2，对人体有害，也会污染环境。二．问题解决与设想1.对实验过程进行整合，利用反应与反应之间的关系，合理安排实验步骤，可以达到简化实验仪器装置的效果。能够更好地展示实验。2.通过控制实验药品的用量，以减少浪费与尾气过多问题。同时，通过尾气处理实验，进一步减少对人体对环境的影响。做到真正的绿色。三．实验方案设计【实验原理】1.浓硝酸和铜发生氧化还原反应制得红棕色NO2：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O2.NO2和水发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO3.稀硝酸和铜反应生成NO气体3

3、Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O4.NO与O2发生反应：2NO＋O2=2NO25.NO2与碱反应：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O【仪器与试剂】实验仪器：200mL大烧杯1个；具支试管1支；带玻管的单孔橡胶塞1个；止水夹2个；一次性大注射器1支；乳胶管实验试剂：浓硝酸溶液、氢氧化钠、水、铜丝【实验装置图】【实验步骤】（1）按实验装置图连接实验装置。并检查气密性（2）浓HNO3与铜反应及NO2气体的制备。在烧杯中放入100mL水，关闭止水夹1、止水夹2，在具支试管中加入1/3管浓硝酸，迅速塞紧单孔塞，

4、倒立，将玻璃导管浸入烧杯的水中，观察现象。有红棕色的气体产生时，打开止水夹1，并将浓硝酸向下排入盛水的烧杯中，此时烧杯中的水与浓硝酸混合成为稀硝酸。关闭止水夹1。有关的方程式为Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O（3）NO2与水的反应。打开止水夹2，用注射器通过支管向试管内注射约5ml的水，关闭止水夹2，并振荡试管，注意观察气体颜色的变化，将玻璃导管浸入烧杯的稀硝酸中，打开止水夹1，注意观察涌入试管内的稀硝酸与无色气体的体积。有关的方程式为：3NO2+2H2O=2HNO3+NO（1）稀HNO3与铜反应及NO气体的制备。随着铜与稀硝酸的反应，试管上部无色气体的量不断增加

5、，当气体集满试管时，稀硝酸被排出。关闭止水夹1。有关的反应式为3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（2）NO与O2的反应。用注射器在氧气袋中吸取氧气（制备），通过试管的支管注入约18mL的氧气，观察现象。有关的反应式为2NO+O2=2NO2（3）与碱的反应。当注入的O2使试管中的气体变为很浓的红棕色时，把烧杯里的稀硝酸换成稀NaOH溶液。将玻璃导管浸入溶液深处，用注射器吸取5mLNaOH溶液，通过支管注入试管，并打开止水夹1，观察现象。有关的反应式为2NO2+NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O【实验现象】步骤1：浓硝

6、酸与铜反应及NO2气体的制备。在烧杯中加入100mL水，在具支试管中加入浓硝酸，具支试管有白雾冒出，迅速塞紧单孔塞，倒立，将玻璃导管浸入烧杯的水中。在试管底部有红棕色的气体产生，试管口处生成绿色的硝酸铜溶液。此时，打开止水夹1，试管内溶液被压入玻璃管中进入盛水的烧杯中，烧杯中的水与浓硝酸混合成为稀硝酸。发生的反应有：Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O步骤2：NO2与水的反应。打开止水夹2，用注射器吸取5mL的水，并经支管向试管内注射，迅速关闭止水夹，并振荡试管后，气体颜色由红棕色变成无色。此时打开玻璃管上的止水夹，烧杯内的稀硝酸被挤压进试管中。发生的反应有：3NO2

7、+2H2O=2HNO3+NO步骤3：稀硝酸与铜反应及NO气体的制备。随着铜与稀硝酸的反应，试管上部无色气体的量不断增加，当气体集满试管时，稀硝酸被排出。关闭止水夹1。有关的反应式为3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2步骤4：NO与氧气的反应。用注射器吸取空气，通过试管的支管注入后，试管中气体由无色变成红棕色。有关的反应式为：2NO+O2=2NO2步骤5：与碱的反应。当注入的O2使试管中的气体变为很浓的红棕色时，把