銅與濃、稀硝酸微型實(shí)驗(yàn)一體化改進(jìn)裝置

方洪妹　郝桂霞　衷明華

【中圖分類號】G642.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-0-01

一、改進(jìn)目的

銅與濃、稀硝酸反應(yīng)是人教版高中化學(xué)必修1的重要知識點(diǎn)，也是高考的必考知識點(diǎn)，一般會出現(xiàn)在選擇題中或者與選修二《化學(xué)與技術(shù)》相結(jié)合在選做題36題中進(jìn)行考察，而且對學(xué)生來說硝酸的強(qiáng)氧化性較難以理解。因此，我覺得課本僅僅給出兩道反應(yīng)方程式是不全面的，應(yīng)該通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生更好地理解這一性質(zhì)。筆者猜想了教編者不把這個實(shí)驗(yàn)編入教材的原因是：

（1）由于銅與濃硝酸的反應(yīng)程度比較劇烈，產(chǎn)生的有毒氣體NO2容易逸散到空氣中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害師生身體健康，不利于課堂教學(xué)。

（2）由于不能排盡試管內(nèi)的空氣，銅與稀硝酸反應(yīng)生成的無色NO氣體極易被試管中的空氣氧化成紅棕色NO2氣體，從而影響學(xué)生對NO顏色的觀察，同時也無法演示NO轉(zhuǎn)化為NO2的過程。

（3）分別使用濃、稀硝酸溶液，沒有將濃硝酸轉(zhuǎn)化為稀硝酸重復(fù)利用，造成不必要的藥品浪費(fèi)。

基于以上猜想，筆者對此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，以消除以上顧慮，方便教師在課堂上進(jìn)行演示。

二、實(shí)驗(yàn)儀器：

微型儀器一套、注射器一支、銅片、濃硝酸、稀硝酸、氫氧化鈉溶液、蒸餾水。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置

1.按實(shí)驗(yàn)裝置圖連接好實(shí)驗(yàn)儀器，并檢驗(yàn)裝置的氣密性

2.銅與濃硝酸反應(yīng)：將銅片放在具支管1中，用注射器1吸取適量濃硝酸，將注射器1的活塞推至底部，并將右端的支管口用止水夾夾住，此時銅絲與濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色NO2氣體，溶液剛開始呈綠色，漸漸地變?yōu)樗{(lán)色。這是因?yàn)樯傻募t棕色氣體與生成的藍(lán)色硫酸銅混合在一起導(dǎo)致的。隨著NO2的減少，顏色逐漸恢復(fù)為硫酸銅的顏色。

3.銅與稀硝酸反應(yīng)

具支管1中反應(yīng)產(chǎn)生的NO2氣體通入到具支管2的蒸餾水中，與蒸餾水反應(yīng)生成稀硝酸，進(jìn)而稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生無色NO氣體，具支試管內(nèi)呈無色。打開止水夾一段時間后，發(fā)現(xiàn)裝有空氣的注射器2由五色變?yōu)榧t棕色，說明有NO2產(chǎn)生

4.NO氣體的性質(zhì)檢驗(yàn)：打開止水夾一段時間后，發(fā)現(xiàn)裝有空氣的注射器2由無色變?yōu)榧t棕色，說明有NO2產(chǎn)生。

5.尾氣吸收：關(guān)閉止水夾，反應(yīng)停止，將注射器中的廢氣全部通入氫氧化鈉溶液中。振蕩，使廢氣被充分吸收。

四、改進(jìn)后的優(yōu)、缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.將銅與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2直接通入蒸餾水中，從而實(shí)現(xiàn)銅與濃、稀硝酸反應(yīng)裝置一體化，簡化實(shí)驗(yàn)步驟，現(xiàn)象明顯，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.可通過控制注射器打入的濃硝酸的量來控制反應(yīng)速率。

3.反應(yīng)裝置中，通過對比兩具支試管內(nèi)的氣體顏色（前者為紅棕色，后者為無色），可以區(qū)分濃稀硝酸與銅反應(yīng)的氣體產(chǎn)物。

4.注射器作為NO與空氣的反應(yīng)容器，可以檢驗(yàn)生成的NO，又保證NO2氣體不外漏，最后將廢氣通入NaOH溶液進(jìn)行尾氣吸收，保證實(shí)驗(yàn)綠色無污染。