铜和浓硫酸反应演示实验的改进，本文主要内容关键词为：演示论文,浓硫酸论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、实验的重要性及要求
化学是一门以实验为基础的自然学科，做好化学实验可以加深学生对所学知识的理解，更重要的是能培养学生动手、动脑的能力，同时也能培养学生实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。在平常的教学中，教师不仅要注重实验能力的培养和实验设计能力的提高，更要注重引导学生联系学习与生活实际，如节约意识和环境保护意识的形成。
硫酸的性质特别是浓硫酸的特性是高一化学新课程教材学习的难点和重点，也是近几年高考理综考试试题中出现比较频繁的知识点，学生难以理解反应的基本原理，故做好铜与浓硫酸反应的演示实验可以让学生更直观地认识浓硫酸的强氧化性及其他特性。
二、原教材实验的设计思路
原教材实验方法及教参改进方法（新课程教材第97页第四章第四节氨、硝酸、硫酸演示实验4-9，见图1、图2）。
图1 教材实验装置
图2 教参实验装置
三、原教材实验的可改进之处
1.反应不易控制，铜与浓硫酸反应一定时间后，可观察到品红褪色。但此时铜与浓硫酸仍然剧烈反应，不仅浪费药品，而且造成空气污染；
2.在实验过程中溶液经常呈现黑色且较浓，略带绿色，不利于观察蓝色硫酸铜溶液且滞留在试管中的二氧化硫在倒出溶液时容易逸出而污染空气，不符合绿色化学的要求；
3.铜丝较软，在橡皮塞上插入时不方便，有可能导致橡胶塞气密性不好；
4.实验后移去酒精灯会产生倒吸现象，使得溶液倒吸入温度很高的试管中，从而引起试管炸裂，发生安全事故。
四、能解决倒吸、污染、漏气又能验证各种产物的装置
1.仪器与药品：具支试管、带导管的橡皮塞、酒精灯、烧杯、长直导管、洗耳球、铜片、浓硫酸、清水、品红溶液、氢氧化钠溶液。
2.装置如图3所示。
图3 改进后的实验装置
3.原理：
(1)因二氧化硫有毒，为了控制产生二氧化硫的量及防止环境污染，采用改变试管倾斜角度的方法控制固液接触与反应，并利用10%的氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化硫；
(2)因二氧化硫气体易溶解于水，故为了防止倒吸，可用长直导管与外相通保持内外气压平衡，防止倒吸；
(3)利用二氧化硫能使品红试液褪色的特性证明二氧化硫气体的产生；
(4)利用反应后溶液稀释变蓝证明硫酸铜的生成。
五、改进和制作说明
1.加入的浓硫酸量可尽量少，以节省原材料。铜丝缠绕在长直导管上，使试管向铜丝方向倾斜，液体能浸没铜丝，加热能反应；向另一方向倾斜或直立，铜丝与溶液分离，可控制反应进行。
2.长直导管一端应插入浓硫酸液面下，以形成液封，防止产生的气体逸出，同时又能保持内外气压平衡，防止倒吸。实验前还可用长直导管，以方便检查装置气密性。
3.熄灭酒精灯后，用洗耳球从长直导管向装置内吹入气体，这样既可以将残留在装置内的
排出，防止污染空气，又可以加快反应液体的冷却，节省反应时间。
4.尾气通过10%的氢氧化钠溶液吸收，避免二氧化硫污染空气。
六、操作步骤
1.按图1所示装置图连接好装置，并事先检查装置气密性（用洗耳球向长直导管中吹入气体，看右边洗气试管溶液中是否有气泡）。
2.在大试管中加入3mL浓硫酸，并固定在铁架台上，将缠好铜丝的长直导管插入试管中，调节试管倾斜角度，使铜丝能与浓硫酸接触。
3.加热，观察。
4.当品红褪色时，停止加热，并将试管倾斜，使铜丝与浓硫酸分离。
5.用洗耳球从长直导管向装置内吹入空气，将残留在装置内的排出。
6.另取1支装有清水的试管，将冷却后的试管内溶液沿试管壁注入清水中，并观察溶液的颜色。
七、改进实验创新之处
1.反应易于控制，用量少，避免了原实验中加入铜后一定要让其反应完，缩短了非正常实验时间。
2.实验中尾气通入10%的氢氧化钠溶液，可防止二氧化硫逸出。实验后用洗耳球从长直导管向装置内吹入气体，可以将残留在装置内的排出。反应前后二氧化硫被充分吸收，避免了环境污染，培养了学生的环保意识，实现了化学实验绿色化、零排放的要求。
3.实验中运用长直导管平衡气压，结合物理学原理，实现学科之间的整合，防止操作中因倒吸现象引起的危险。实验科学合理、充满趣味性，能引导学生积极思考。
4.各种产物的验证现象明显，与结论吻合。
5.了解倒吸现象，为下一节喷泉实验的学习作了铺垫，起到了承上启下的作用。