銅與濃、稀硝酸反應微型實驗教學設計

周燕萍　衷明華

【摘 要】 銅與濃、稀硝酸反應的演示實驗是中學化學常用的演示實驗，也是中學化學教學的重點演示實驗之一，本文簡要介紹利用微型實驗技術對銅與濃、稀硝酸進行的實驗。該法操作簡單，現象明顯，試劑用量少，對環境污染小，適合于課堂教學，給學生直觀、準確、科學的認識，加深學生的理解。

【關鍵詞】 稀硝酸；演示實驗；微型實驗

【中圖分類號】G64.30 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0-01

一、教學設計的指導思想

銅與濃、稀硝酸反應演示實驗設計都不利于學生近距離的觀察，且教師重點強調NO、NO2毒性，使學生產生學習化學的畏懼感，造成教師上課一演示實驗，學生趕緊捏鼻子逃避的現象，教材的實驗教學功能被減弱。為了克服此實驗教學的缺點，本案例以銅與硝酸反應的實驗設計為背景進行探究性教學，根據銅與硝酸反應實驗目的和實驗原理與學生一起對教材實驗設計進行研究分析，并且使用微型化學實驗中微型化實驗儀器裝置進行實驗，提供實驗器具有限制的引導學生實驗設計，目的是在課堂的有效的時間內對學生進行思維訓練。

二、教材分析

銅與濃、稀硝酸反應的實驗在普通高中化學必修1中占據非常重要的地位。通過觀察銅與濃、稀硝酸反應的實驗現象，學生可以直觀地了解硝酸的強氧化性。在常規實驗過程中，濃硝酸與銅反應非常劇烈，會在短時間內快速產生大量二氧化氮，因此實驗危險系數高，反應過程不易控制，且反應產生的尾氣污染環境。微型化學實驗是用微型化實驗儀器裝置進行實驗，其藥品用量較少（是一般實驗用量的幾十分之一），但是效果更明顯、安全、方便和防止污染環境的作用。微型實驗運用于中學化學教學中可操作性更強，實驗現象更明顯，且安全性更高，適合一般的中學化學教學實驗演示。

三、教學目標

1、知識與技能：

了解銅與濃硝酸、稀硝酸的反應原理

掌握熟悉掌握該實驗的實驗操作

2、過程與方法：

利用自主學習和實驗探究的方法，培養實驗操作動手能力

通過濃、稀硝酸的反應現象和反應產物的對比，增強對濃、稀硝酸不同氧化性的理解

3、情感態度與價值觀：

通過微型的實驗裝置的使用，增強環保意識通過小組實驗探究，增強小組團隊精神和合作能力。

四、教學重難點

【教學重點】

銅與濃硝酸、稀硝酸的反應原理、反應現象和反應產物的對比

【教學難點】

微型化學實驗儀器的安裝與實驗操作

五、學情分析

“硝酸的性質—銅與濃、稀硝酸的反應”是必修一最后一專題的最后一塊內容。到本專題止，教材已基本完善了高中必修階段無機物的知識體系。學生對化學實驗的基本操作已有了一定的了解，并且具備了一定的實驗設計能力，他們在心理上有很強的動手欲望，渴望自己設計實驗，渴望自己的一些想法付諸實施。因此，本節課通過銅與濃稀硝酸反應的實驗設計，讓學生在開放與和諧的氛圍中開拓思維，體驗實踐與創新的樂趣。

六、教學過程設計

師[講解]：同學們大家好！今天我們要學習的是Cu與濃、稀硝酸的反應實驗，同學們對銅與濃、稀硝酸的反應應該印象深刻，請在作業本上寫出銅與濃、稀硝酸反應的化學反應方程式。

生：各自回憶所學知識，書寫方程式

師：投影化學方程式

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

[提問]這兩個反應我們知道不同濃度的物質，其反應產物也是不一樣的，銅與濃、稀硝酸反應生成的氣體有毒，今天我們能不能在理解了實驗原理后，根據實驗目的，自己設計實驗，自己動手做實驗呢？

生：學生紛紛根據已有知識進行思考，大膽提出猜想。

師：教師根據學生猜想，指導改善設計探究性實驗，并且展示實驗臺上的實驗裝置。

生：學生產生好奇心和求知欲，紛紛交流討論。

師：首先介紹微型實驗儀器裝置的特點，有限制的讓學生進行創造性實驗設計，提高課堂教學效率。

師[講解]：我們今天的實驗儀器，有操作臺，U型管、具支試管，套上乳膠管的尖嘴管及乳膠管各一支，橡膠塞兩個，針筒兩個，銅片1小塊，銅絲1根，濃硝酸，蒸餾水等

師：現在同學們五個人為一組，自己動手將實驗臺上的儀器按照PPT上的裝置圖組裝儀器，但是值得注意的是，該實驗中用到的試劑具有強氧化性和腐蝕性，所以在操作的時候一定要特別小心。

學生自行組裝儀器，教師巡查指導，觀察記錄實驗現象，試管中有何顏色變化，試管壁是否發生變化？學生老師的指導下進行實驗操作

師[提問]：請同學描述自己的實驗設計。教師引導學生討論、評價。

學生講述自己的實驗設計

生：右邊針筒的硝酸加入后，具支試管反應劇烈，產生紅棕色氣體，而U型管中沒有明顯的顏色變化，但有氣泡產生，過一段時間，左邊針筒活塞向上移動，針筒內出現氣體呈現紅棕色，并且具支試管和U型管中的溶液中都由無色變為藍色。

師：肯定學生的實驗設計的正確性，指出不足，指導學生根據上節課所學的內容自己推測具支試管中實驗現象發生的原因

生：通過對Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O的學習，知道銅絲上產生的氣泡和具支試管中的的紅棕色氣體是二氧化氮，而具支試管中的溶液之所以會變成藍色是有Cu（NO3）2生成。

生：而且在具支試管中生成的NO2進入U型管與水生成NO和稀硝酸，而稀硝酸與銅片反應生成硝酸銅和一氧化氮，故U型管中的溶液也變為藍色。

師：讓同學們思考左邊針筒氣體也會呈現紅棕色呢？

生：NO氣體遇到空氣鼓入時發生了化學變化，NO+O2=NO2，故生成紅棕色氣體

最后師生共同小結這節課所學知識，課后思考該實驗還可以怎么改進以達到更好的效果。

七、板書設計

八、實驗方案設計優點

1、反應裝置簡單、安全，且可操作性較強，實驗現象明顯，適用于一般的中學教學課堂演示實驗以及學生分組實驗。

2、利用微型實驗，提高了實驗的安全性，并且節省藥品和時間，實用性較強。

3、充分利用資源，并在短時間內完成銅與濃、稀硝酸反應，直觀觀察到銅與濃、稀硝酸反應的不同現象有利于學生對硝酸濃度不同，則氧化性不同的理解。