某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

第一篇：某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。

甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

(1)乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是____________________ ________(用化学方程式表示)，所以他认为应该检验________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸发生了反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0 ℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

(2)为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是(填写数字序号)________。

①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热； ②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中； ③先加热炭，再加入冷浓硝酸； ④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中。(3)请用平衡移动原理解释B装置的作用

________________________________________________________________________________________________。

(4)C装置中出现的现象是______________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO－3形式存在，写出生成该离子的化学方程式_________________。

解析(1)该反应是在加热的条件下进行的，而加热时浓硝酸也能分解产生红棕色的NO2气体；要验证碳与浓硝酸反应的进行，需要检验氧化产物CO2；(2)为防止浓硝酸分解应该是先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸中；(3)因存在：2NO2

N2O4平衡体系，该过程是放热的，用冰水冷却，降低温度促进N2O4液化，使平衡右移，从而除去混合气体中的NO2。(4)得到的CO2和氢氧化钡作用生成难溶的BaCO3，故C中出现白色沉淀。因为C中的氮元素以NO－3形式存在，所以，必然有氧气参与了反应，其生成该离子的方程式为：

4NO2＋O2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO3)2＋2H2O。

答案(1)4HNO3=====4NO2↑＋O2↑＋2H2O CO2

(2)④

(3)因存在平衡体系：2NO2

N2O4，降低温度N2O4液化，△使平衡右移，从而除去混合气体中的NO2

(4)溶液变浑浊(或产生白色沉淀)4NO2＋O2＋2Ba(OH)2===2Ba(NO3)2＋2H2O

第二篇：铜与浓、稀硝酸反应的实验改进

铜与浓、稀硝酸反应的实验改进

湖北省黄冈市红安县第一中学

柯国祥

王卫明

438400 铜与硝酸反应的实验是高中化学中很重要的实验之一。高中教材中有铜与浓、稀硝酸反应的实验，装置图如下：

铜片浓硝酸NaOH溶液铜片稀硝酸NaOH溶液

以上实验的缺点有：

1、即使有氢氧化钠溶液处理气体产物，但处理效果不佳，很易污染环境，威胁教师、学生的健康；

2、由于反应固体和液体不易分离，无法控制实验的结束；

3、实验所用试剂较多，造成试剂浪费；

4、无法证明铜片与稀硝酸反应的产物是NO。

针对以上问题，我对这个实验做了如下的改进。

一、实验原理：

涉及到的化学反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

2NO+O2=2NO2； NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;

2NO2+2NaOH= NaNO2+ NaNO3+H2O

二、实验用品

仪器：注射器1个，小药瓶4个。

试剂：铜片、浓硝酸、稀硝酸、NaOH溶液。

三、实验过程：

实验一

向注射器中装入一片铜片，小药瓶中盛装浓硝酸。将针头插入小药瓶，向后拉推杆吸取少量浓硝酸，观察现象。铜片与浓硝酸剧烈反应，生成红棕色气体。轻推注射器推杆，使液体与铜片分离从而反应停止。看到原盛有浓硝酸的小药瓶中的液体变为蓝色。之后拔出针头，迅速插入另一盛有NaOH溶液的小药瓶中，缓慢推注射器推杆，使残留在注射器内的气体被NaOH溶液吸收。又看到原盛有NaOH溶液的小药瓶中红棕色气体消失。

结论为：发生反应Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

2NO2+2NaOH= NaNO2+ NaNO3+H2O 实验二

继续用实验一所用注射器和铜片，将针头插入盛装稀硝酸的小药瓶，向后拉推杆吸取少量稀硝酸，观察现象。可以看到铜片与稀硝酸反应较缓慢，生成无色气体，进入注射器的无色液体变为蓝色。一段时间后，轻推注射器推杆，使液体与铜片分离从而使反应停止。再拔出针头，迅速向后拉注射器推杆，观察现象。看到空气进入后无色气体变为红棕色。之后将针头插入另一盛有NaOH溶液的小药瓶中，缓慢推注射器推杆，使残留在注射器内的气体被NaOH溶液吸收。看到原盛有NaOH溶液的小药瓶中红棕色气体消失。

结论为：发生反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

2NO+O2=2NO2；

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;

四、实验成功关键点

1、由于铜与浓硝酸反应很剧烈，应用注射器吸入很少量的浓硝酸，只要能观察到明显的红棕色气体即可。否则注射器针头在转移到另一盛有NaOH溶液的小药瓶中的过程中会使NO2泄露，造成污染。

2、该实验无法加热，为了加快铜与稀硝酸反应的速率，可适当增大稀硝酸的浓度。

3、用NaOH溶液处理气体产物时，推注射器推杆一定要缓慢，否则会因小药瓶内气压过大而出现事故。

五、实验创新之处

1、试剂用量少。整个实验中，所需试剂为一片铜片、约10ml浓硝酸、约10ml稀硝酸、20mlNaOH溶液，用品只需注射器1个，小药瓶4个，试剂用量大大减少，材料简单易得且可重复多次使用。

2、实验污染小。反应物用量少，则生成的有毒气体少。同时，缓慢推注射器推杆的操作也可使有毒气体被吸收得更充分。

3、操作简单易行。由于操作简单，此实验适合学生做小型分组实验，克服了只由教师作演示实验而学生观察效果不太好的缺憾。

4、可随时控制实验的开始和结束。拉注射器推杆可使铜与硝酸接触从而使反应发生，推注射器推杆可使铜与硝酸分离从而使反应结束，操作简单可行。

5、现象明显，对比效果好。

6、利于对反应产物的研究。反应剩余的液体在原盛装有硝酸的小药瓶内，反应剩余的气体可短时保留于注射器中，可取样后对反应产物进一步研究。生成NO后，在空气中迅速向后拉注射器推杆，可使空气进入注射器内，无色气体变为红棕色的现象很明显，进而可证明铜于稀硝酸反应的产物使NO。

7、形式新颖，能激发学生学习兴趣。用注射器代替试管，可以让学生觉得化学实验也通过

我们身边的废旧物品来完成，达到废物利用的目的。

第三篇：铜与稀硝酸反应演示实验的改进

铜与稀硝酸反应演示实验的改进 蔡燕丹、梁威威、刘宇文、杨彦斐

【问题的提出】

现行人教版高中化学第二册《硝酸》一节中铜与稀硝酸反应的演示实验，笔者认为有以下不足：

⑴演示实验前未充分考虑到一氧化氮极易被氧化的性质，装置内的空气没有排除，反应后试管内会有一定量的红棕色气体生成，使实验的对比性不强，效果不甚理想。教师往往需要引导学生再作讨论分析，才能消除学生疑惑，得出正确的结论。

⑵使用教材中的装置进行实验演示，反应一旦开始，就只好任其将反应进行下去，直到反应物铜或稀硝酸消耗完为止。常常是师生活动已告段落，化学反应仍激烈进行着。有经验的教师会注意到限量使用反应物以控制反应的进行，但不能保证每次控制都恰到好处。⑶每进行一次课堂实验演示，教师都必须从头再来，重复进行的仪器安装和取加试剂的操作既繁琐又耗时，对平行班级较多的学校来说，造成的试剂浪费和环境污染也是显而易见的。

鉴于此，笔者对此实验认真进行了分析探讨，对实验装置及操作方法进行了改进。

【实验改进】 【方案一】

实验说明：

装置的气密性完好与否，是演示实验成败的关键，必须在装置的气密性检查完好后，方可进行后续操作。

【改进后的实验优点】

5.本实验现象明显，能充分体现演示实验的直观性，功能性，目的性。

6.通过该演示实验的改进，能培养学生对实验设计的科学性、安全性、可行性、严密性的了解和认识，为今后学习《化学实验方案设计》形成铺垫。同时，能积极调动学生对实验仪器功能应用的探索兴趣，对无氧条件下进行实验的制备也得到一定的启发。

7.改进后的实验省时、省料、无污染。

总之，改进后的该演示实验，有较好的推广使用价值。【方案二】

取一支洁净的100毫升注射器，在注射器的细管口接一小段5厘米长的橡胶管。抽出针栓，加入3-5块铜片。用弹簧夹夹紧橡胶管，再加入约15毫升稀硝酸。将针栓推入后使橡胶管一端朝上，打开弹簧夹，推动针栓至注射器内空气排完为止。夹上弹簧夹，铜与稀硝酸反应。产生气体后，再把弹簧夹打开抽入空气。实验完毕，将注射器插入盛有稀碱溶液的烧杯中，终止反应。

【实验优点】

第四篇：某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应[定稿]

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。

【实验1】铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

实验步骤：

①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；

②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；

③将Cu丝上提离开液面。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_________________。

（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是____________。

（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是________________________。

【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。

查阅资料：

①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。

②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。

为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图所示的实验：

（4）②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是___________。

（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为_____________________。

（6）下列对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项）____________。

A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种

C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S

D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S

（1）2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O

（2）试管A中气体压强减小，空气从D导管进入试管A中

（3）从D管口向A中大量鼓气

（4）取最后一次洗涤后所得液体于试管中，滴加硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则说明

沉淀洗涤干净，若有白色沉淀生成，则说明未洗干净

（5）2CuS+3O22CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)

（6）

BCD

第五篇：过氧化钠与水反应异常现象探究实验

《过氧化钠与水反应异常现象探究实验》反思

今天下午是中学教学实验研究，做了《过氧化钠与水反应异常现象探究》的实验，刚开始做实验时感觉实验本身超级简单，用不了多长时间就会做完。进实验室之前感觉自己都准备好了，因为按照自己的想法设计出了实验方案，又通过查找资料进行了修改，但是进了实验室，老师的一个个问题，还有“深思熟虑”的见解，让我感到自己开始时想得有点肤浅。这个探究实验远远不止自己原先想的那么浅，那么简单。它不同于普化、综合实验，它不仅要求以实验者的角度去思考、实施实验本身，而且更要求以一个化学教师的角度去更深层次的思考，更加规范自己的操作，还要思考实验给教学什么样的启示，让学生从中真正能获益什么。科学探究过程可以说是科学知识的产生过程，是个人层面的科学。如果我们按照查好的资料进行实验，不加入自己的思考，这就是知识的再认知过程，而这样的过程是不合格的科学探究。本实验是探究的实验，培养学生的科学探究能力，让学生从停留在知识表面上整体上的感性认识转向理性地对单独因素的作用机制的科学认识。基于这样的思考我进行了本实验的内容。

首先针对异常现象我提出了以下猜想：

由于过氧化钠与水反应实质上分两步进行，而且释放出热量，2Na2O2+4H2O=4NaOH+2H2O2;2H2O2=2H2O+O2↑.导致溶液红色褪去的原因从物质与热量方面来考虑可能有： ⑴、反应产生的热量导致溶液的温度上升，可能使红色褪去； ⑵、可能是产物中氧气的氧化性使溶液红色褪去； ⑶、可能是过氧化氢漂白性使溶液红色褪去； ⑷、可能是受生成物氢氧化钠浓度的影响。

然后从理论知识进行了分析：

酚酞是4，4—二羟基三苯甲醇一2一羧酸的内酯，具有弱酸性、弱还原性，无色晶体，在稀酸和中性溶液中，酚酞分子中三个苯环与一个SP3杂化的中心碳原子相连，三个苯环(生色基)之间未形成共轭关系，因此是无色的。遇碱后内酯开环并生成二钠盐，中心碳原子转化为SP2杂化状态，与三个苯环形成多个生色基共扼体系（醌式结构），因而显颜色（红色）。但在过量碱的作用下，由于生成3了三钠盐，中心碳原子又恢复到SP杂化状态，共扼体系消失，颜色也随之褪去。

可见红色酚酞褪色的原因可能是显红色的醌式结构被破坏了。从上图示可以看出，酚酞遇过量的碱，可使红色溶液褪色。通过分析化学中的知识知道，酚酞变色范围是pH值介于8.2--10.0之间。可见氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。根据假说及推理我设计并进行了以下实验：

实验一：

实验目的：探究反应产生的热量是否使红色酚酞溶液褪色 实验药品：过氧化钠粉末、蒸馏水、酚酞溶液 实验仪器：试管、烧杯、量筒 实验步骤：⑴、向小试管中加入一小药匙过氧化钠粉末，加入10mL蒸馏水待反

应完全后将溶液分成两份；

⑵、将一份浸入装有冷水的烧杯中，冷却后滴加2滴酚酞溶液；

⑶、将另一份侵入热水中，再向其中滴加2滴酚酞溶液； 实验现象：两份溶液的红色的逐渐退去，只不过热的褪色快点

实验结论:反应产生的热量不是使红色酚酞溶液褪色的原因，热水中的那份溶液

褪色较快的原因是物理反应，因为温度高加快了分子的或离子的运动。

由于猜想氢氧化钠的浓度可能是使红色酚酞溶液褪色的原因，因此在分析其它因素是，应首先要排除氢氧化钠浓度的影响。即是找到一个较低的氢氧化钠浓度，再此浓度时可以保证红色酚酞溶液长时间不褪色。因此我配制了0.01mol/LNaOH溶液以供下面实验用。

实验二：

实验目的：探究氧气是否能使红色酚酞溶液褪色

实验药品：30%的过氧化氢溶液、二氧化锰、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：试管、试管架、带有导气管的单孔胶塞，胶头滴管 实验步骤：⑴、向试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL，滴加2滴酚酞溶液使

其变为红色；

⑵、向一支试管中加入3mL30%H2O2,用试管架固定，之后向其中加

入少量MnO2,并将制得的氧气通入红色溶液中，观察现象。实验现象：红色酚酞溶液没有褪色

实验结论：氧气不能使红色酚酞溶液褪色

实验三：

实验目的：探究H2O2是否使红色酚酞溶液褪色

实验药品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：试管、胶头滴管

实验步骤：向一支试管中加入0.01mol/LNaOH溶液3mL，再向其中滴加2滴酚

酞溶液，观察到溶液变为红色并长时间不褪色，再向其中加入

2mL30%H2O2，振荡试管，2~3min后观察现象。实验现象：红色酚酞溶液颜色逐渐变浅至褪色 实验结果：H2O2可以使红色酚酞溶液褪色

实验四：

实验目的：探究NaOH是否为红色酚酞溶液褪色的原因 实验药品：氢氧化钠固体、酚酞溶液、盐酸 实验仪器：试管、胶头滴管 实验步骤：⑴、配制3mol/L的氢氧化钠溶液；

⑵、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶液，可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。

⑶、向其中一份滴加少量盐酸，并与另一份进行对比。观察现象。实验现象：当向其中一支试管中逐滴加入盐酸中和氢氧化钠，随着氢氧化钠浓度 的减小，溶液又恢复为红色。

实验结论：氢氧化钠使溶液褪色与其浓度有关。由于酚酞变色范围是pH值介

于8.2--10.0之间，而实验中氢氧化钠浓度很大，pH值在10以上，导致酚酞呈现无色。加入盐酸后，由于中和反应，氢氧化钠浓度下降，pH值降至10.0以下，由于变色的可逆性，溶液再次呈现红色。所以，是NaOH的浓度造成酚酞褪色，而并非酚酞结构被破坏。

以上实验是自己的一点小想法，在向老师汇报之后基于老师提出的更深层次的问题又进行了下面的实验。首先是在探究反应产生的热量是否能使红色酚酞溶液褪色中，我考虑的是反应产生的热量能否使红色酚酞溶液褪色，所以用的是过氧化钠与水反应这一体系，这样证明的结论就是在混合体系中反应产生的热量不能使红色酚酞溶液褪色。但也可以从另一个层面进行分析，探究热量对红色酚酞溶液的影响，这样更广泛，不仅适用于这一个实验，对一类都使用。其次是对高浓度的氢氧化钠使酚酞溶液变红又褪色后得到的无色溶液的探究。在探究氢氧化钠浓度对红色酚酞溶液的影响时我们已经得出了氢氧化钠浓度使红色酚酞溶液褪色并没有破坏酚酞显红色时的结构，而是具有可逆性的变色。但是并没有对过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液进行深入探究。基于上述两点我又进行了以下实验。

实验五: 实验目的：探究热量能否使红色酚酞溶液褪色 实验药品：0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液 实验仪器：烧杯、试管、试管夹 实验步骤： ⑴、取两支试管，分别向其中加入3mL0.01mol/LNaOH溶液；

⑵、将一支试管放在冷水中冷却，将另一支试管放在热水中加热。

⑶、向两支试管中分别加入2滴酚酞溶液，观察现象。实验现象：两支试管中的红色酚酞溶液都没有褪色 实验结论：热量并不能使红色酚酞溶液褪色

实验六：

实验目的：探究过氧化氢使红色酚酞溶液褪色后得到的无色溶液的性质 实验药品：30%H2O2、0.01mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、实验步骤：⑴、向试管中加入3mL3mol/LNaOH溶液，向其中滴加2滴酚酞溶

液，可以看到溶液先变红后褪色。将所得溶液分为两份。

⑵、向其中一份无色溶液中滴加少量盐酸；向另一份无色溶液中加

入2mL30%H2O2，再加入一定量的盐酸，观察现象；

⑶、向另一支试管中加入 2mL30%H2O2，再滴入2滴酚酞溶液，再

加入3mL0.01mol/LNaOH溶液，观察现象。

实验现象：第一份中加入盐酸变为红色，第二份中加入过氧化氢还是无色溶液，再向其中加盐酸得到的仍然是无色溶液。第三支试管中得到红色溶

液。实验结论：说明过氧化氢不能破坏酚酞无色内酯式的结构，遇到低浓度的氢氧化

钠溶液还是会变为红色；但过氧化氢却破坏了酚酞溶液显红色时的醌

式结构，能够使红色酚酞溶液褪色但却不能可逆，即恢复不到显色的醌式结构。