銅與濃硫酸反應實驗的綠色化設計
2012-12-31 00:00:00陳迪妹朱俊燕王艷妮金珍蓓
中學教學參考·理科版 2012年10期
銅與濃硫酸反應的實驗是蘇教版高中化學教材必修1中的一個重要演示實驗。但根據課本中的實驗操作，存在以下缺點：（1）SO2易溶于水，在停止加熱時，很有可能產生倒吸現象，致使反應的試管炸裂，而且反應物為濃硫酸，泄露會對師生產生威脅，具有安全隱患。（2）用銅片和濃硫酸反應，加熱時反應進程較難控制。（3）實驗裝置過于復雜，不利于操作。（4）拆卸裝置時仍會有部分SO2泄露，不能實現實驗的綠色化。所以我們通過多次的實驗與探究對該實驗進行了如下的綠色化設計。
一、實驗用品
儀器：具支試管、玻璃管、橡皮塞、鐵架臺（帶鐵夾）、酒精燈、干燥管、棉花、濾紙、小氣球、注射器。
藥品：濃硫酸、銅絲、品紅試劑、藍色石蕊試紙、蒸餾水、NaOH溶液。
二、實驗裝置（鐵架臺略）
三、實驗步驟
1.按圖連接裝置。干燥管內放一團蘸過氫氧化鈉溶液的棉花，細管口處也有，粗管口放一條濕潤的藍色石蕊試紙。具支試管中的玻璃管上貼一條濕潤的品紅試紙，向具支試管中加入濃硫酸（約2mL），下端繞成螺旋狀的銅絲處在濃硫酸液面上，用帶鐵夾的鐵架臺固定。
2.加熱具支試管中的濃硫酸至接近沸騰，當看到試管中產生白霧并伴有氣泡產生時，撤離酒精燈，迅速把螺旋狀銅絲伸入濃硫酸中，反應立即發生，觀察現象。
3.很快看到具支試管中貼在玻璃管上濕潤的品紅試紙褪色，隨之干燥管粗管口端的藍色濕潤石蕊試紙也變紅，此時立即將銅絲抽離反應液面，使反應終止，觀察到反應后溶液是藍綠色，幾乎沒有黑色，試管底部有白色固體產生。
4.將注射器的針頭插入具支試管上端的橡皮管，慢慢注入溫水，使溫水通過玻璃管流入到反應溶液中從而稀釋為藍色溶液。
四、實驗注意事項
1.在加熱濃硫酸時，螺旋狀銅絲不要伸入到濃硫酸中，要處在濃硫酸液面之上。
2.品紅試紙盡量剪成小條分貼在玻璃管上，使其與氣體接觸面盡量大，便于觀察褪色情況。
3.必須將濃硫酸加熱到接近沸騰，即有氣泡產生即可，否則濃硫酸會過度蒸發，使試紙碳化，且反應過程中溶液里會有黑色物質產生。
4.撤離酒精燈，立即將螺旋狀銅絲伸入濃硫酸中使之反應。
5.等觀察到實驗現象后，迅速把螺旋狀銅絲抽離反應液。
五、實驗優點
1.反應具有可控制性，可根據需要隨時停止反應，避免藥品浪費。
2.在整個反應過程中小氣球可起到緩沖的作用。
3.由于用濕潤的品紅試紙取代了品紅溶液，反應見效快，縮短了實驗時間，同時產生的SO2氣體的量也不會太多，而且有限的尾氣能被干燥管中含有堿液的棉花完全吸收，避免環境污染，實現了實驗的綠色化。
4.反應后的溶液藍綠色非常明顯，幾乎看不到黑色，且不用冷卻也不用拆裝置就可用注射器的溫水來稀釋，稀釋后溶液藍色明顯，效果很好。
5.此裝置可重復使用。
（責任編輯 羅 艷）
