濃硫酸與銅反應實驗的綠色化改進

伍強+胡鳳揚

摘要：為了防止濃硫酸與銅反應演示實驗過程中產生的二氧化硫氣體的逸出，制作了一套完全密閉的反應裝置，減少了演示實驗過程中有害氣體的排放。

關鍵詞：濃硫酸；銅；實驗改進；實驗探究；綠色化

文章編號：1005–6629（2014）6–0049–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

現行高中教材中“濃硫酸與銅反應實驗”[1]，銅絲通過橡膠塞上的凹槽伸入。反應過程中，SO2氣體會通過凹槽逸出，污染空氣。

硅酮膠俗稱硅酮玻璃膠，是一種在建材商店廣泛銷售的建筑材料。硅酮膠是一種膏狀固體，能依靠空氣中的水分固化成硅酮橡膠。硅酮橡膠是一種橡膠狀，含有6000～7000硅氧單元的長直鏈有機硅氧聚合物。這種聚合物中含有一些交聯聚合體，是一種堅韌的橡膠類固體材料，常用作水族箱玻璃的粘接和密封，是一種良好的密封材料[2]。

本實驗在銅絲和橡膠塞之間加入一根塑料管和一個氣密性良好的用硅酮膠制成的硅酮橡膠活塞來替代凹槽，防止了SO2氣體對空氣的污染。

1 實驗儀器及藥品

大試管、小試管、橡膠塞、銅絲、酒精燈、導管、市售硅酮膠（廣州新展有機硅有限公司生產的硅酮玻璃膠）、塑料管（外徑5 mm、內徑3 mm）、濃硫酸、品紅溶液、蘸有氫氧化鈉溶液的棉球

2 硅酮橡膠活塞的制作

2.1 模具的制作

如圖1所示，取一根2 cm長的塑料管，從中心剖成兩瓣，在管內壁涂上一層凡士林，并用棉布反復擦拭，直至凡士林均勻地分布在塑料管內壁為止。涂凡士林的作用是防止硅酮膠固化后粘在模具上，使模具難以取下。

2.2 硅酮橡膠活塞的定型

向模具中注滿硅酮膠。將銅絲下端伸入大試管底部，用手指捏住銅絲上端與試管口對齊的部位，取出銅絲，在手指下方5 cm處作一標記，然后將模具在銅絲上作標記處夾好，并用膠帶固定。1 h后，拆開模具，此時，硅酮膠在銅絲作標記處凝固成一段2 cm長的硅酮橡膠圓柱體，將銅絲在空氣中放置24 h，讓硅酮橡膠徹底固化，然后用美工刀小心刮去多余的毛邊。取一根10 cm長的塑料管，管口處涂抹少量凡士林，將銅絲上端插入塑料管，讓硅酮橡膠活塞進入塑料管，反復地上下移動活塞，至其能夠在塑料管中自由地移動為止。

2.3 氣密性的檢驗

將塑料管下端浸入水中，向上拉動銅絲，有水被吸入塑料管，停止拉動銅絲，1 min后水面不下降，說明活塞氣密性良好。

3 實驗裝置圖

4 實驗操作步驟及現象

如圖2所示，將帶活塞的塑料管插入雙孔橡膠塞。在試管里加入2 mL濃硫酸，塞上膠塞，使銅絲與濃硫酸接觸，加熱。將放出的氣體通入品紅溶液，并用蘸有NaOH溶液的棉球吸收尾氣。發現品紅顏色褪去，這說明反應生成了SO2使品紅溶液褪色。向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入盛有少量水的另一支試管里，發現溶液的顏色為藍色，這說明銅與濃硫酸發生反應生成CuSO4。因此該反應的化學方程式為：

2H2SO4（濃）+Cu=CuSO4+SO2↑+2H2O。

5 實驗優點

（1）本實驗設計裝置簡單，成本低廉，易于推廣。

（2）本實驗制作的活塞氣密性良好，且能自由移動。既防止了有害氣體的逸出，又能靈活地上下抽插銅絲控制反應的進程。

參考文獻：

[1]人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學1 [M].北京：人民教育出版社，2007：101～102.

[2]徐勤，唐雅芳，王苗苗等.硅酮結構密封膠的現場檢測技術研究[J].住宅科技，2009，（4）：22～23.

摘要：為了防止濃硫酸與銅反應演示實驗過程中產生的二氧化硫氣體的逸出，制作了一套完全密閉的反應裝置，減少了演示實驗過程中有害氣體的排放。

關鍵詞：濃硫酸；銅；實驗改進；實驗探究；綠色化

文章編號：1005–6629（2014）6–0049–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

現行高中教材中“濃硫酸與銅反應實驗”[1]，銅絲通過橡膠塞上的凹槽伸入。反應過程中，SO2氣體會通過凹槽逸出，污染空氣。

硅酮膠俗稱硅酮玻璃膠，是一種在建材商店廣泛銷售的建筑材料。硅酮膠是一種膏狀固體，能依靠空氣中的水分固化成硅酮橡膠。硅酮橡膠是一種橡膠狀，含有6000～7000硅氧單元的長直鏈有機硅氧聚合物。這種聚合物中含有一些交聯聚合體，是一種堅韌的橡膠類固體材料，常用作水族箱玻璃的粘接和密封，是一種良好的密封材料[2]。

本實驗在銅絲和橡膠塞之間加入一根塑料管和一個氣密性良好的用硅酮膠制成的硅酮橡膠活塞來替代凹槽，防止了SO2氣體對空氣的污染。

1 實驗儀器及藥品

大試管、小試管、橡膠塞、銅絲、酒精燈、導管、市售硅酮膠（廣州新展有機硅有限公司生產的硅酮玻璃膠）、塑料管（外徑5 mm、內徑3 mm）、濃硫酸、品紅溶液、蘸有氫氧化鈉溶液的棉球

2 硅酮橡膠活塞的制作

2.1 模具的制作

如圖1所示，取一根2 cm長的塑料管，從中心剖成兩瓣，在管內壁涂上一層凡士林，并用棉布反復擦拭，直至凡士林均勻地分布在塑料管內壁為止。涂凡士林的作用是防止硅酮膠固化后粘在模具上，使模具難以取下。

2.2 硅酮橡膠活塞的定型

向模具中注滿硅酮膠。將銅絲下端伸入大試管底部，用手指捏住銅絲上端與試管口對齊的部位，取出銅絲，在手指下方5 cm處作一標記，然后將模具在銅絲上作標記處夾好，并用膠帶固定。1 h后，拆開模具，此時，硅酮膠在銅絲作標記處凝固成一段2 cm長的硅酮橡膠圓柱體，將銅絲在空氣中放置24 h，讓硅酮橡膠徹底固化，然后用美工刀小心刮去多余的毛邊。取一根10 cm長的塑料管，管口處涂抹少量凡士林，將銅絲上端插入塑料管，讓硅酮橡膠活塞進入塑料管，反復地上下移動活塞，至其能夠在塑料管中自由地移動為止。

2.3 氣密性的檢驗

將塑料管下端浸入水中，向上拉動銅絲，有水被吸入塑料管，停止拉動銅絲，1 min后水面不下降，說明活塞氣密性良好。

3 實驗裝置圖

4 實驗操作步驟及現象

如圖2所示，將帶活塞的塑料管插入雙孔橡膠塞。在試管里加入2 mL濃硫酸，塞上膠塞，使銅絲與濃硫酸接觸，加熱。將放出的氣體通入品紅溶液，并用蘸有NaOH溶液的棉球吸收尾氣。發現品紅顏色褪去，這說明反應生成了SO2使品紅溶液褪色。向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入盛有少量水的另一支試管里，發現溶液的顏色為藍色，這說明銅與濃硫酸發生反應生成CuSO4。因此該反應的化學方程式為：

2H2SO4（濃）+Cu=CuSO4+SO2↑+2H2O。

5 實驗優點

（1）本實驗設計裝置簡單，成本低廉，易于推廣。

（2）本實驗制作的活塞氣密性良好，且能自由移動。既防止了有害氣體的逸出，又能靈活地上下抽插銅絲控制反應的進程。

參考文獻：

[1]人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學1 [M].北京：人民教育出版社，2007：101～102.

[2]徐勤，唐雅芳，王苗苗等.硅酮結構密封膠的現場檢測技術研究[J].住宅科技，2009，（4）：22～23.

摘要：為了防止濃硫酸與銅反應演示實驗過程中產生的二氧化硫氣體的逸出，制作了一套完全密閉的反應裝置，減少了演示實驗過程中有害氣體的排放。

關鍵詞：濃硫酸；銅；實驗改進；實驗探究；綠色化

文章編號：1005–6629（2014）6–0049–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

現行高中教材中“濃硫酸與銅反應實驗”[1]，銅絲通過橡膠塞上的凹槽伸入。反應過程中，SO2氣體會通過凹槽逸出，污染空氣。

硅酮膠俗稱硅酮玻璃膠，是一種在建材商店廣泛銷售的建筑材料。硅酮膠是一種膏狀固體，能依靠空氣中的水分固化成硅酮橡膠。硅酮橡膠是一種橡膠狀，含有6000～7000硅氧單元的長直鏈有機硅氧聚合物。這種聚合物中含有一些交聯聚合體，是一種堅韌的橡膠類固體材料，常用作水族箱玻璃的粘接和密封，是一種良好的密封材料[2]。

本實驗在銅絲和橡膠塞之間加入一根塑料管和一個氣密性良好的用硅酮膠制成的硅酮橡膠活塞來替代凹槽，防止了SO2氣體對空氣的污染。

1 實驗儀器及藥品

大試管、小試管、橡膠塞、銅絲、酒精燈、導管、市售硅酮膠（廣州新展有機硅有限公司生產的硅酮玻璃膠）、塑料管（外徑5 mm、內徑3 mm）、濃硫酸、品紅溶液、蘸有氫氧化鈉溶液的棉球

2 硅酮橡膠活塞的制作

2.1 模具的制作

如圖1所示，取一根2 cm長的塑料管，從中心剖成兩瓣，在管內壁涂上一層凡士林，并用棉布反復擦拭，直至凡士林均勻地分布在塑料管內壁為止。涂凡士林的作用是防止硅酮膠固化后粘在模具上，使模具難以取下。

2.2 硅酮橡膠活塞的定型

向模具中注滿硅酮膠。將銅絲下端伸入大試管底部，用手指捏住銅絲上端與試管口對齊的部位，取出銅絲，在手指下方5 cm處作一標記，然后將模具在銅絲上作標記處夾好，并用膠帶固定。1 h后，拆開模具，此時，硅酮膠在銅絲作標記處凝固成一段2 cm長的硅酮橡膠圓柱體，將銅絲在空氣中放置24 h，讓硅酮橡膠徹底固化，然后用美工刀小心刮去多余的毛邊。取一根10 cm長的塑料管，管口處涂抹少量凡士林，將銅絲上端插入塑料管，讓硅酮橡膠活塞進入塑料管，反復地上下移動活塞，至其能夠在塑料管中自由地移動為止。

2.3 氣密性的檢驗

將塑料管下端浸入水中，向上拉動銅絲，有水被吸入塑料管，停止拉動銅絲，1 min后水面不下降，說明活塞氣密性良好。

3 實驗裝置圖

4 實驗操作步驟及現象

如圖2所示，將帶活塞的塑料管插入雙孔橡膠塞。在試管里加入2 mL濃硫酸，塞上膠塞，使銅絲與濃硫酸接觸，加熱。將放出的氣體通入品紅溶液，并用蘸有NaOH溶液的棉球吸收尾氣。發現品紅顏色褪去，這說明反應生成了SO2使品紅溶液褪色。向上拉銅絲，終止反應，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入盛有少量水的另一支試管里，發現溶液的顏色為藍色，這說明銅與濃硫酸發生反應生成CuSO4。因此該反應的化學方程式為：

2H2SO4（濃）+Cu=CuSO4+SO2↑+2H2O。

5 實驗優點

（1）本實驗設計裝置簡單，成本低廉，易于推廣。

（2）本實驗制作的活塞氣密性良好，且能自由移動。既防止了有害氣體的逸出，又能靈活地上下抽插銅絲控制反應的進程。

參考文獻：

[1]人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學1 [M].北京：人民教育出版社，2007：101～102.

[2]徐勤，唐雅芳，王苗苗等.硅酮結構密封膠的現場檢測技術研究[J].住宅科技，2009，（4）：22～23.