铜与浓硝酸反应实验的绿色化设计

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1、铜与浓硝酸反应实验的绿色化设计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。一、实验设计目的（1）改进铜与浓硝酸反应的实验装置。（2）探究铜与浓硝酸反应产物。二

2、、实验原理cu+4hno3(浓)=cu(no3)2+2no2↑+2h2o2no2+2naoh=nano2+nano3+h2onaoh+hno3(浓)=nano3+h2o三、实验仪器及用品（1）实验仪器：铁架台、注射器、试管。（2）实验用品：铜丝、naoh溶液、浓硝酸。四、实验装置图（铁架台略）实验装置如图1所示：五、实验步骤（1）按图1连接装置，将两支注射器和铜丝插入橡胶塞，其中一支注射器中加入氢氧化钠溶液，铜丝的下端绕成螺旋状，铜丝插入的长度以触到试管底部为准。（2）将5毫升浓硝酸加到试管中，并且将试管固定到铁架台上

3、。（3）将带有铜丝和注射器的橡胶塞迅速塞到试管上。当铜丝与浓硝酸接触后会迅速产生红棕色的no2气体，此时试管中压强马上增大，导致图1中右边注射器活塞向上移动，平衡体系的压强。（4）当看到明显现象后，迅速将铜丝上拉，以停止反应。（5）反应结束后，将图1左边注射器中的氢氧化钠溶液注入到试管中，以达到吸收尾气和反应酸液的目的。六、装置改进的意义及优点（1）实验操作简单，且实验现象非常明显。（2）实验便于控制，只要将铜丝上拉，实验便可停止，不仅节约了材料和药品，而且操作安全。（3）尾气处理在密闭的体系内进行，不会造成环境污染，

4、实现了实验的绿色化。（4）右边注射器还可以作为no2气体的收集装置，克服了原装置中无法收集no2气体的缺点。