第五章第二节《氮及其化合物》——Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进 教学设计 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版（2019）高中化学必修二第五章第二节《氮及其化合物》——Cu与浓、稀硝酸反应的实验改进 1、 使用教材 人教版（2019）高中化学必修二第五章第二节《氮及其化合物》 2、 实验器材和药品 （1） 实验仪器：U型管、注射器、试管塞、铁架台 （2） 实验药品：苯、CCl4、浓硝酸、稀硝酸、铜丝 3、 实验创新要点 以U型管代替具支试管，利用苯和CCl4，将硝酸溶液进行上下液封，利用注射器吸出苯，让铜丝与硝酸完成反应。装置内无任何气体，可完全避开空气对实验造成的干扰，也可以单独抽出铜与稀硝酸反应后的气体，观察其与空气接触后的变化。 4、 实验原理/实验设计思路 在U型管，中利用苯和CCl4排除空气对硝酸和铜反应的影响，便于对比观察实验现象。 5、 实验教学目标 设计出一套利于探索铜与浓、稀硝酸反应的实验装置，利于学生观察实验现象，能有效排除外界因素对实验的干扰，同时实验产生的污染气体不会泄露到空气中，且实验部分药品可回收，符合绿色化学思想。 6、 实验教学内容 （一）Cu与浓硝酸反应的探究 (1) Cu与浓硝酸反应后溶液颜色的探究 (2) Cu与浓硝酸反应后生成气体的探究 （2） Cu与稀硝酸反应的探究 (1) Cu与稀硝酸反应后溶液颜色的探究 (2) Cu与稀硝酸反应后生成气体性质的探究 七、实验教学过程 （一）实验步骤 (1) 取一支U型试管，向其中加入CCl4，随后在其中一侧依次加入浓硝酸和苯。随后将加入了浓硝酸、苯一侧的U型管口用橡胶塞封住，橡胶塞下端固定一截铜丝。 (2) 利用注射器将苯上方空气抽干，让铜丝浸没在苯中，观察实验现象。 (3) 利用注射器继续将苯抽出，让铜丝与浓硝酸接触，观察实验现象。 (4) 将另去一支U型管，将浓硝酸换成稀硝酸，重复上述实验，对比实验现象。 (5) 用装有空气的注射器，将铜与稀硝酸反应生成的气体抽出，观察现象。 （二）实验现象 图1 反应前现象 图2 反应后现象 (1) Cu与浓硝酸反应的现象 1) 溶液变成绿色。 2) 生成红棕色气体。 图3 Cu与浓硝酸反应后现象 （2）Cu与稀硝酸反应的现象 1）溶液变成蓝色。 2）生成无色气体。 3）无色气体抽入含有空气的注射器内后，变成红色。 图4 Cu与稀硝酸反应后现象 （3） 实验结论 (1) Cu与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2和Cu(NO3)2。NO2易溶于水,溶于水后呈红色，铜离子在溶液中呈蓝色，在两种颜色的混合下，溶液最终呈绿色。 (2) Cu与浓硝酸反应生成无色气体NO和Cu(NO3)2。NO与空气中的氧气接触后被氧化呈红棕色气体NO2。 八、实验效果评价 （一）本创新实验的优缺点： 优点：可以在简单的实验仪器和操作中实现复杂、多元的探究性实验，对比明显，避免了有毒气体对空气的污染，同时苯和CCl4可回收，符合绿色化学思想。 （二）缺点及本实验的提升空间： 实验装置还有改进的空间——向数字化、信息化实验靠拢 学科网（北京）股份有限公司 $$