有關NO和NO2化學性質的實驗設計及問題設計

謝華

【摘要】針對NO與O2的反應、NO2與H2O的反應進行了實驗探究，設計了一套簡易實驗裝置。通過一系列連續密閉的實驗，可清晰觀察反應過程，實驗現象明顯，效果較好，并且解決了NO和NO2對大氣有污染的問題。此實驗可作為演示實驗，更適用于學生分組實驗，利于學生認識NO、NO2的化學性質，進一步提升學習化學的興趣。

【關鍵詞】NO與O2的反應 NO2與H2O的反應 實驗裝置設計 問題設計 實驗教學

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）07-0166-01

《化學課程標準》[1]要求：高中化學應有助于學生主動構建自身發展所需的化學基礎知識和基本技能，進一步了解化學學科的特點，加深對物質世界的認識；有利于學生體驗科學探究的過程，學習科學研究的基本方法，加深對科學本質的認識，增強創新能力和實踐能力。有關NO、NO2的化學性質在教材中未提及，只是提到了NO與O2、NO2與H2O的反應的化學方程式，并沒有給出實驗探究過程，且NO、NO2是大氣污染物，對實驗的操作有一定的制約性。為解決上述問題，通過反復探究實驗，筆者提出了一套有關NO、NO2的簡易實驗裝置。此實驗設計可作為教師的演示實驗，也同樣適用于學生分組實驗。該實驗充分體現了學生是實驗探究的主體，有利于學生加深對氮的氧化物性質的認識，進一步提升學習化學的樂趣。

1.實驗原理

所需的NO可通過稀HNO3與Cu反應制取：

8HNO3（稀）+3Cu=3 Cu（NO3）2+2NO+4H2O，不需制取NO2.

NO的化學性質：2NO+O2=2NO2

NO2的化學性質：3NO2+H2O=2 HNO3+NO

2.實驗儀器

醫用輸液吊瓶（100ml、塑料扁瓶，下同），醫用注射器。

3.實驗步驟及問題設計

1）實驗前準備：在吊瓶中收集適量NO氣體，加少量水呈無色。

注：由于吊瓶中有空氣，收集的氣體為紅棕色，加水后，從無色的NO開始實驗。

2）用注射器注入空氣

【問題1】你觀察到什么實驗現象？（無色變為紅棕色）

【問題2】你能解釋現象并寫出反應的化學方程式嗎？（2NO +O2=2NO2）

3）用注射器注入少量水

【問題3】你觀察到什么實驗現象？（紅棕色變為無色）

4）用注射器注入石蕊

【問題4】你觀察到什么實驗現象？說明生成了什么物質？

（溶液變紅，說明生成了酸性物質，學生猜測可能為HNO3）

【問題5】吊瓶完全變憋了嗎？

（說明還有其他氣體生成）

5）用注射器再次注入空氣

【問題6】你觀察到什么現象，你能寫出NO2與H2O反應的化學方程式？

（又由無色變為紅色，說明生成了NO。綜上所述，學生可以寫出化學方程式）

6）用注射器注入氫氧化鈉溶液進行尾氣處理。

4.實驗優點

1）該實驗是在密閉狀態下進行的，有效避免了空氣污染；

2）該實驗是微型實驗，取材方便，操作簡便；

3）該實驗連續操作，完成多個探究實驗。

5.操作注意事項

1）注意安全。為保證安全，可使用新的吊瓶，將其中的液體抽出即可。提醒學生注意不要被注射器的針頭傷到。

2）收集的NO不需過多，輸液吊瓶稍鼓起即可。

參考文獻：

[1]普通高中化學課程標準[M].北京：人民教育出版社，2003：1.