铜和浓硝酸的反应实验是硝酸氧化性体现的一个重要的演示实验,同时它也是掌握硝酸氧化性的很有必要的一个学生实验。教材上对此实验是单纯的在试管中进行的,产生的有毒气体NO2逸散到空气中,会造成严重的环境污染。为了在防止以上弊端的发生,同时加强学生对不同浓度的硝酸氧化性不同的理解,现对本实验的实验装置进行了改进。
一、实验目的
利用蒸馏水吸收铜与浓硝酸反应生成的NO2后形成的稀硝酸,进行铜与浓、稀硝酸反应实验现象及反应产物的对比,加强学生对不同浓度的硝酸氧化性不同的理解,同时增强学生的环保意识。
二、实验原理
Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2H2O;
3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO;
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+ 4H2O。
三、实验装置
四、实验步骤
【装置一】
1.选取一支干净的Y型管,将已用铜丝固定的铜片投入a管,再向其中滴加适量蒸馏水,向b管滴加适量浓硝酸。
2.将固定有铜片的铜丝深入b管中,使其先不与浓硝酸接触。用脱脂棉封住Y型管口,并滴加适量氢氧化钠溶液和一滴酚酞在脱脂棉上,然后调节铜丝,使铜片与浓硝酸接触,待a管中铜片表面有大量气泡产生时,再次调节铜丝使铜片与浓硝酸分离。
【装置二】
1.选取两支不同规格干净的试管,向a试管中滴加适量浓硝酸,b试管中滴加适量蒸馏水,然后将已用铜丝固定的铜片深入b试管。
2.将固定有铜片的粗铜丝深入a管中,使其先不与浓硝酸接触。用脱脂棉封住b试管管口,并滴加适量氢氧化钠溶液和一滴酚酞在脱脂棉上,然后调节铜丝,使铜片与浓硝酸接触,待b管中铜片表面有大量气泡产生时,再次调节铜丝使铜片与浓硝酸分离。
五、实验现象
在以上过程中,可以观察到:放入蒸馏水中的铜片表面无任何现象,铜片与浓硝酸接触后,立刻有大量红棕色气体产生、溶液呈现蓝绿色,当这种红棕色气体充满整个实验装置后,蒸馏水中的铜片表面开始产生气泡,溶液逐渐变为浅蓝色,整个装置内深红棕色变的很浅,而蒸馏水液面上方为无色,红色的脱脂棉颜色也变浅。
六、实验结论
铜与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,说明了不同浓度的硝酸氧化性不同,浓度越大,硝酸的氧化性越强。