摘要：将纳米氧化铜与木炭混合，用研钵研磨后，装入试管，酒精灯加热片刻，即可使氧化铜还原成铜。用此办法对课本实验加以改进，效果良好。
关键词：纳米氧化铜；木炭还原氧化铜；铜
文章编号：1008-0546（2013）04-085-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
一、改进原因
人教版九年级化学教材上册110页实验6-2，木炭还原氧化铜实验，是公认的难做实验，失败在讲台上的案例很多。失败的主要原因是需要较高的温度、固体之间的反应接触面积小、药品之间的比例不合适等原因。高温条件一般必须使用酒精喷灯或带金属网罩的酒精灯加热，反应时间长，实验现象往往不甚明显，达不到演示实验的真正目的。我们改进该实验的目的是增大固体之间的接触面积及增强反应物的活性，降低反应对温度的要求。基于此，我们提出使用纳米氧化铜作为原材料的角度改进实验，收到了理想的效果。目前，纳米材料制备简单，且大多数已经工业化，市场上纳米氧化铜的价格0.42元/克，因此在实验中，提出用纳米氧化铜开展中学实验具有广泛的意义。当普通氧化铜粉体超细化，尺寸达到纳米级时，将使它功能更加独特。纳米氧化铜的表面效应使其具有比表面积大、吸附能力强、反应活性高和选择性强等特点。另外，纳米粒子的表面原子与颗粒的内部原子状态不同，表面原子配位不全等因素使其表面活性位置增加[1，2]。这些条件促使纳米氧化铜能够代替普通的氧化铜进行实验改进，提高实验的成功率并为学生高中学习胶体等内容打下基础，在一定程度上拓展了学生的知识面。
二、 实验仪器及试剂
药品：纳米氧化铜粉末，木炭，澄清石灰水。
仪器：铁架台，酒精灯，试管，玻璃导管，单孔橡胶塞等。
三、实验仪器装置图
如图1： 木炭还原氧化铜（人教版教材上册111页图6-9）。
四、实验部分
1. 纳米氧化铜购买或制备。如未购买纳米氧化铜药品，可以教师自行制备，目前纳米氧化铜的制备方法研究已有沉淀法、微乳液法、水热法、醇热法、固相反应法、喷雾热解法、激光蒸凝法、微波沸腾回流法、电化学法等。非常容易制得，本实验中使用的纳米氧化铜采用固相反应法直接制备[3]，反应过程简单，生产成本低，易于实现。
2. 以人教版教材上册107页图6-7实验装置图为基础（图1），用加入适量95%的酒精的酒精灯代替金属网罩的酒精灯进行试验，仪器组装如图2所示，将木炭与纳米氧化铜按照1∶10的质量比[4]，混合，并利用研钵研磨10分钟，将混合粉末装入试管中，固定在铁架台上，塞上单孔橡皮塞，将导气管的一端伸入盛澄清石灰水的试管中，用酒精灯的外焰加热试管底部约1分钟。可看到试管中澄清石灰水逐渐变浑浊；随后，试管底的反应物产生红热现象，等试管冷却后，可以清晰地看到纳米氧化铜变成了红色，如图3所示，说明氧化铜被还原成铜。
五、实验改进的意义
1.实验装置与教材完全相同，无变动，简单、便于操作。
2.反应非常容易进行，碳还原氧化铜实验的成功率大大提高，便于课堂演示实验，解决了实验不成功影响学生对知识的认识与理解问题。
3.该实验中，引入纳米材料，让学生们认识到纳米材料并不是遥不可及。
4.实验中，如未等试管冷却，打开橡胶塞，可以马上观察到生成的铜变黑的现象，促使学生易知铜容易变成氧化铜的知识。
5.纳米氧化铜材料还可以用于一氧化碳还原氧化铜实验的改进，使该反应更容易进行，在较低温度下（低于200℃）即可发生，纳米氧化铜材料的引入，对提高教师演示实验的成功率与简易度有重要的意义。
参考文献
[1] 罗明凤， 李丽霞， 杨毅. 纳米CuO 制备与应用技术进展[J]. 微纳电子技术， 2010， 47（5）： 297-303
[2] Reddyvp， Kumarav， Swapna， et al . Copper oxide nanoparticles catalyzed coupling of diaryl diselenide with aryl halides under ligand-free conditions[J]. American Chemical Society， 2009， 11 （4）： 951 - 953
[3] 谭绩业，邹凡. 固相反应制备纳米氧化铜[J]. 大连大学学报， 2003， 24（2）：52-58
[4] 蒯世定，杨道华. 碳还原氧化铜实验的探究[J].中学化学教学参考，2010，（1～2）：49-50
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