銅與濃、稀硝酸反應(yīng)微型實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

葉啟鳳　衷明華

【中圖分類號(hào)】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）13-0-01

一、實(shí)驗(yàn)原理

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3NO2+H2O=2HNO3+NO↑

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

2NO+O2=2NO2

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.實(shí)驗(yàn)用品

微型實(shí)驗(yàn)儀器：5ml注射器、具支試管、直角形通氣管、橡膠管各兩支，固定夾、燒杯各一個(gè)、橡膠塞3個(gè)。

試劑及用品：濃硝酸、蒸餾水、銅片、氫氧化鈉溶液。

2.實(shí)驗(yàn)裝置

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如附圖所示。

3.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）檢查裝置氣密性。

（2）向1號(hào)具支試管中裝入一小片銅片，用套有膠塞的5ml注射器吸取一定量的濃硝酸，將膠塞塞緊到1號(hào)具支試管中，在2號(hào)具支試管（長9.5cm，直徑1cm）注入離管底約4.6cm的蒸餾水，同時(shí)用橡膠管把1號(hào)具支試管和a號(hào)直角形通氣管連接，將直角形通氣管的另一端塞入膠塞，將膠塞塞緊到2號(hào)具支試管中，并用橡膠管把2號(hào)具支試管和b號(hào)直角形通氣管連接，將b號(hào)直角形通氣管另一端插入裝有一定量氫氧化鈉溶液的燒杯中，作尾氣處理裝置。

（3）緩慢擠壓裝有濃硝酸的注射器，使銅片與濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，可觀察到2號(hào)具支試管中有氣泡產(chǎn)生，燒杯中也有氣泡產(chǎn)生，且a號(hào)直角形通氣管的氣體顏色由紅棕色慢慢變淺，直至無色，且燒杯中沒有氣泡產(chǎn)生，表明生成的二氧化氮已與水充分反應(yīng)，且未反應(yīng)的二氧化氮已被氫氧化鈉溶液吸收。

（4）拔去a號(hào)直角形通氣管與套在其上的膠塞，用固定夾夾住F點(diǎn)，往2號(hào)具支試管中加入一小塊銅片，可看到銅片慢慢溶解，并立即用套有膠塞的5ml注射器吸取少量的空氣，將膠塞塞緊到2號(hào)具支試管中，緩慢擠壓注射器，觀察現(xiàn)象。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

擠壓裝有濃硝酸的注射器時(shí)，可看到1號(hào)具支試管中的銅片劇烈反應(yīng)，溶液由無色變成藍(lán)綠色，產(chǎn)生紅棕色氣體，2號(hào)具支試管和燒杯中都有氣泡產(chǎn)生，加入銅片時(shí)，馬上會(huì)看到銅片慢慢溶解，緩慢擠壓吸取少量空氣的注射器時(shí)，2號(hào)具支試管有明顯的紅棕色氣體產(chǎn)生。

三、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

1.在同一個(gè)裝置中可做兩次實(shí)驗(yàn)，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果互不干擾，準(zhǔn)確性高。

2.改用微型實(shí)驗(yàn)裝置，藥品用量少，有尾氣處理裝置，綠色環(huán)保、操作簡單、安全，學(xué)生可操作可能性高。

3.滴加濃硝酸時(shí)，用注射器可隨時(shí)控制反應(yīng)速率及反應(yīng)的量。

4.利用此裝置，二氧化氮與水生成稀硝酸，二氧化氮得到充分循環(huán)，體現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能理念。

5.用注射器注入空氣，在微小空間內(nèi)，可清楚看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，方便。

6.在2號(hào)具支試管（長9.5cm，直徑1cm）注入離管底約4.6cm蒸餾水時(shí)，可看到明顯的紅棕色氣體產(chǎn)生，若注入約2.5cm或6.0cm蒸餾水時(shí)，都對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察不利，應(yīng)控制蒸餾水的量，體現(xiàn)了適量原則。