銅與稀硝酸反應(yīng)及一氧化氮性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)合設(shè)計(jì)

尚廣斗

1問題的提出

銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)之一，如圖1所示為人教版高中第二冊(cè)第16頁[實(shí)驗(yàn)1-7]圖1-18所示的實(shí)驗(yàn)裝置，演示過程中發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)存在以下缺點(diǎn)。

①反應(yīng)一旦進(jìn)行，就難以及時(shí)終止；②便于收集產(chǎn)生的氣體，但無法進(jìn)一步進(jìn)行氣體產(chǎn)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；③反應(yīng)生成的NO氣體因接觸空氣生成紅棕色的NO₂氣體影響觀察NO氣體的顏色：④反應(yīng)生成的NO氣體不能夠被NaOH溶液吸收。

現(xiàn)將銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)。

2實(shí)驗(yàn)用品

2.1儀器

青霉素瓶、10ml一次性醫(yī)用塑料注射器等。

2.2藥品

粗銅絲、大約4mol／L的稀硝酸、NaOH溶液、蒸餾水等。

3實(shí)驗(yàn)裝置

如圖2所示。

4實(shí)驗(yàn)操作

4.1銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

4.1.1先用注射器向封口、潔凈的青霉素瓶注入大約10ml稀硝酸，然后將兩根粗銅絲的其中一端都打磨成針狀再插入青霉素瓶?jī)?nèi)。使銅絲下端位于液面以上。

4.1.2用10ml注射器將青霉素瓶?jī)?nèi)的剩余空氣盡量抽盡(抽2—3次)，再將內(nèi)無空氣的該注射器的針頭插入青霉素瓶?jī)?nèi)，注意應(yīng)使針頭下端位于液面以上。

4.1.3給青霉素瓶熱水浴加熱一會(huì)兒，按下兩根銅絲，觀察發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以看到：銅絲表面有無色氣泡產(chǎn)生，溶液變成藍(lán)色。由于產(chǎn)生大量無色氣體，瓶?jī)?nèi)氣壓增加到一定程度時(shí)，注射器的活塞被迫向外移動(dòng)，從而用注射器收集到無色的NO氣體。

4.1.4當(dāng)注射器收集到大約5mlNO氣體時(shí)。上移銅絲使其下端脫離液面，反應(yīng)隨即停止。將注射器從青霉素瓶上取下備用。再用另外一支干燥的注射器使用上述裝置用同樣的方法制取并收集約5ml NO氣體。……