铜与浓、稀硝酸反应微型实验教学设计

课例研究

铜与浓、稀硝酸反应微型实验教学设计

■周燕萍 衷明华 （广东潮州市韩山师范学院化学与环境工程学院 521011）

【摘 要】 铜与浓、稀硝酸反应的演示实验是中学化学常用的演示实验，也是中学化学教学的重点演示实验之一，本文简要介绍利用微型实验

技术对铜与浓、稀硝酸进行的实验。该法操作简单，现象明显，试剂用量少，对环境污染小，适合于课堂教学，给学生直观、准确、科学的认识，

加深学生的理解。

【关键词】 稀硝酸；演示实验；微型实验

【中图分类号】G64.30󰀁【文献标识码】A󰀁【文章编号】2095-3089（2016）22-0291-01

一、教学设计的指导思想

铜与浓、稀硝酸反应演示实验设计都不利于学生近距离的观察，且

教师重点强调NO、NO

2

毒性，使学生产生学习化学的畏惧感，造成教师

上课一演示实验，学生赶紧捏鼻子逃避的现象，教材的实验教学功能被

减弱。为了克服此实验教学的缺点，本案例以铜与硝酸反应的实验设计

为背景进行探究性教学，根据铜与硝酸反应实验目的和实验原理与学生

一起对教材实验设计进行研究分析，并且使用微型化学实验中微型化实

验仪器装置进行实验，提供实验器具有限制的引导学生实验设计，目的

是在课堂的有效的时间内对学生进行思维训练。

二、教材分析

铜与浓、稀硝酸反应的实验在普通高中化学必修1中占据非常重要

的地位。通过观察铜与浓、稀硝酸反应的实验现象，学生可以直观地了

解硝酸的强氧化性。在常规实验过程中，浓硝酸与铜反应非常剧烈，会

在短时间内快速产生大量二氧化氮，因此实验危险系数高，反应过程不

易控制，且反应产生的尾气污染环境。微型化学实验是用微型化实验仪

器装置进行实验，其药品用量较少（是一般实验用量的几十分之一），但

是效果更明显、安全、方便和防止污染环境的作用。微型实验运用于中

学化学教学中可操作性更强，实验现象更明显，且安全性更高，适合一

般的中学化学教学实验演示。

三、教学目标

1、知识与技能：

了解铜与浓硝酸、稀硝酸的反应原理

掌握熟悉掌握该实验的实验操作

2、过程与方法：

利用自主学习和实验探究的方法，培养实验操作动手能力

通过浓、稀硝酸的反应现象和反应产物的对比，增强对浓、稀硝酸

不同氧化性的理解

3、情感态度与价值观：

通过微型的实验装置的使用，增强环保意识通过小组实验探究，增

强小组团队精神和合作能力。

四、教学重难点

【教学重点】

铜与浓硝酸、稀硝酸的反应原理、反应现象和反应产物的对比

【教学难点】

微型化学实验仪器的安装与实验操作

五、学情分析

“硝酸的性质—铜与浓、稀硝酸的反应”是必修一最后一专题的最

后一块内容。到本专题止，教材已基本完善了高中必修阶段无机物的知

识体系。学生对化学实验的基本操作已有了一定的了解，并且具备了一

定的实验设计能力，他们在心理上有很强的动手欲望，渴望自己设计实

验，渴望自己的一些想法付诸实施。因此，本节课通过铜与浓稀硝酸反

应的实验设计，让学生在开放与和谐的氛围中开拓思维，体验实践与创

新的乐趣。

六、教学过程设计

师[讲解]：同学们大家好！今天我们要学习的是Cu与浓、稀硝酸的

反应实验，同学们对铜与浓、稀硝酸的反应应该印象深刻，请在作业本

上写出铜与浓、稀硝酸反应的化学反应方程式。

生：各自回忆所学知识，书写方程式

师：投影化学方程式

Cu+4HNO

33222

（浓）=Cu（NO）+2NO↑+2HO

3Cu+8HNO

3322

（稀）=3Cu（NO）+2NO↑+4HO

[提问]这两个反应我们知道不同浓度的物质，其反应产物也是不一

样的，铜与浓、稀硝酸反应生成的气体有毒，今天我们能不能在理解了

实验原理后，根据实验目的，自己设计实验，自己动手做实验呢？

生：学生纷纷根据已有知识进行思考，大胆提出猜想。

师：教师根据学生猜想，指导改善设计探究性实验，并且展示实验

台上的实验装置。

生：学生产生好奇心和求知欲，纷纷交流讨论。

师：首先介绍微型实验仪器装置的特点，有限制的让学生进行创造

性实验设计，提高课堂教学效率。

师[讲解]：我们今天的实验仪器，有操作台，U型管、具支试管，

套上乳胶管的尖嘴管及乳胶管各一支，橡胶塞两个，针筒两个，铜片1

小块，铜丝1根，浓硝酸，蒸馏水等

师：现在同学们五个人为一组，自己动手将实验台上的仪器按照

PPT上的装置图组装仪器，但是值得注意的是，该实验中用到的试剂具

有强氧化性和腐蚀性，所以在操作的时候一定要特别小心。

学生自行组装仪器，教师巡查指导，观察记录实验现象，试管中有

何颜色变化，试管壁是否发生变化？学生老师的指导下进行实验操作

师[提问]：请同学描述自己的实验设计。教师引导学生讨论、评价。

学生讲述自己的实验设计

生：右边针筒的硝酸加入后，具支试管反应剧烈，产生红棕色气

体，而U型管中没有明显的颜色变化，但有气泡产生，过一段时间，左

边针筒活塞向上移动，针筒内出现气体呈现红棕色，并且具支试管和U

型管中的溶液中都由无色变为蓝色。

师：肯定学生的实验设计的正确性，指出不足，指导学生根据上节

课所学的内容自己推测具支试管中实验现象发生的原因

生：通过对Cu+4HNO

33222

（浓）=Cu（NO）+2NO↑+2HO的学习，

知道铜丝上产生的气泡和具支试管中的的红棕色气体是二氧化氮，而具

支试管中的溶液之所以会变成蓝色是有Cu（NO

32

）生成。

生：而且在具支试管中生成的NO

2

进入U型管与水生成NO和稀硝

酸，而稀硝酸与铜片反应生成硝酸铜和一氧化氮，故U型管中的溶液也

变为蓝色。

师：让同学们思考左边针筒气体也会呈现红棕色呢？

生：NO气体遇到空气鼓入时发生了化学变化，NO+O

22

=NO，故生成

红棕色气体

最后师生共同小结这节课所学知识，课后思考该实验还可以怎么改

进以达到更好的效果。

七、板书设计

八、实验方案设计优点

1、反应装置简单、安全，且可操作性较强，实验现象明显，适用

于一般的中学教学课堂演示实验以及学生分组实验。

2、利用微型实验，提高了实验的安全性，并且节省药品和时间，

实用性较强。

3、充分利用资源，并在短时间内完成铜与浓、稀硝酸反应，直观

观察到铜与浓、稀硝酸反应的不同现象有利于学生对硝酸浓度不同，则

课例研究

基于手持技术探究“催化剂、手持技术等条件

对反应速率的影响”说课稿

■方洪妹 （韩山师范学院化学与环境工程学院 521041）

【中图分类号】G64.3󰀁【文献标识码】A󰀁【文章编号】2095-3089（2016）22-0292-01

环节一，创设情境，设疑激趣

美国教育学家布鲁姆曾说过：学习的兴趣是对学习材料的兴趣，于

是我将展示变色眼镜、含酶洗衣粉、人体咀嚼消化的图片，激发学生体

验生活，求知的欲望。接着我抛出问题：这些物质都含有什么物质，这

些物质有什么作用？让学生的注意力高度集中，产生好奇心：老师到底

要讲什么内容，将学生的注意力集中到今天的实验探究上——催化剂、

浓度对反应速率的影响。课堂探究气氛急速上升，也就顺利成章地进入

第二环节：实验探究仪器的选择与使用方法。

环节二、个案分析，巧识仪器

在第二环节中，我先是让学生观看上一节课利用过氧化氢制备氧气

的视频，并提醒同学们仔细观察现象。接着我抛出问题，为什么带火星

的木条不会复燃呢？这时，学生的好奇心高涨，我要学的心理强烈。于

是有同学提出假设，那有没有可能是氧气太少了，以至于没办法使木条

复燃。这假设得到大家的认可。接着我提问：那我们有没有办法测定其

中生成的气体的快慢呢？于是就顺利引入“探世界”万能数据采集器，

气压传感器等仪器的使用介绍。这样通过创设情境，启发学生产生认知

上的冲突，从而进入新知识的学习。

在介绍仪器的使用时，我重点介绍“探世界”万能数据采集器，通

过让学生观察实物，是学生产生视觉上的冲击，有助于对知识的记忆。

接着再引导学生根据我讲解的进行实际演练。

环节三，实验探究催化剂对反应速率的影响

在了解了实验仪器以及相关注意事项后，我引导学生分组利用手上

的仪器展开不同催化剂对反应速率影响的探究。在这个环节中，我让他

们展开竞赛，给出两种催化剂，一种是二氧化锰，另一种是马铃薯，并

给出定量的过氧化氢，利用压强传感器测量，记录压强随时间变化的数

据并绘制压强——时间曲线，通过对曲线线性拟合的出曲线斜率，看哪

组同学在最短的时间内收集满一瓶氧气。实验过后，我引导学生分析所

得数据以及所做出来的曲线，因为初三学生已经学习了函数图像，不难

得出曲线斜率所代表的意义。此时学生得出结论，催化剂能够加快反应

速率而且不同的催化剂有不同的催化效果，二氧化锰的催化效果比马铃

薯好。我肯定了学生的结论之后再抛出问题，刚才我们加的过氧化氢的

浓度1.0mol/L的，那如果用0.5mol/L和1.5mol/L的得出来的结果一样吗？

此时课堂探究气氛达到顶端，到底过氧化氢的浓度对反应速率有没有影

响呢？强大的好奇心促使学生再次进行实验探究。最后，同学们得出结

论，过氧化氢的浓度对反应速率有影响。

环节四，联系生活