銅與濃硫酸反應實驗的綠色微型化設計

河北欒城中學 冀紅霞 臧忠良

銅與濃硫酸反應實驗的綠色微型化設計

河北欒城中學 冀紅霞 臧忠良

鑒于課標對化學實驗的要求，筆者對銅與濃硫酸的實驗進行了重新設計，做到了實驗裝置設計綠色化、微型化，實驗操作簡單、現象明顯、安全環保，最大程度地減少了污染物的排放。

銅與濃硫酸反應 綠色化微型化 實驗設計

銅與濃硫酸的反應是中學化學重要實驗之一，做好本實驗能讓學生更好地認識濃硫酸的強氧化性，加深對氧化還原反應的理解。現行高中化學教材中，該實驗主要存在以下三個不足：

①裝置設計中導管伸入到品紅溶液中，進行實驗時容易造成倒吸；

②實驗過程中生成的SO2會通過穿銅絲的凹槽逸出，實驗完成后裝置中殘留的SO2會在拆卸時排放，造成污染；

③反應過程中不能明確觀察到硫酸銅的藍色溶液。

為了改進這些不足之處，節約實驗時間，筆者特設計了一套微型化實驗裝置。

西林瓶又稱模制注射劑瓶，是一種膠塞（可使用翻口乳膠塞）封口的玻璃材質的小瓶子。這種膠塞的彈性很好，可以輕松抽拉銅絲且不易造成漏氣；同時西林瓶的玻璃材質有很好的耐熱性，加熱時不易造成破裂。鑒于該裝置的以上優點，筆者嘗試用西林瓶代替試管做反應裝置進行實驗設計，取得了良好的實驗效果。

一、實驗儀器及藥品

5m1注射器，20m1注射器A和B，西林瓶，鑷子，酒精燈，細銅絲，濃硫酸，品紅試紙，10%N aO H溶液。

二、實驗裝置圖

先把西林瓶塞上乳膠塞，將注射器A插入乳膠塞，用注射器B吸取一定量蒸餾水也插入乳膠塞注入西林瓶內，可以觀察到A中活塞上升。靜置一段時間，將注射器A的活塞向下推動把空氣推入西林瓶內，可觀察到B中活塞上升同樣的高度，則證明裝置氣密性良好。

取下乳膠塞并拔下注射器A和注射器B的活塞，用鑷子將一塊兒濕潤的品紅試紙貼在注射器B的內壁并裝上活塞；倒出西林瓶內的蒸餾水，用另一支5m1的注射器吸取2m1 80%的濃硫酸注入西林瓶中，塞好乳膠塞；最后將一根細銅絲插進乳膠塞，按如圖所示連接好裝置。

三、實驗操作步驟及現象

1.先用酒精燈直接加熱西林瓶至濃硫酸溶液出現明顯的對流后，將細銅絲插入濃硫酸中，可以觀察到反應立即發生并在銅絲表面產生大量氣泡。

2.繼續加熱，可以觀察到品紅試紙逐漸褪色，注射器B中的活塞慢慢向上移動，濃硫酸溶液逐漸變藍并生成了極少量的黑色固體。該過程非常直觀的證明了銅與濃硫酸反應生成了SO2和硫酸銅，而反應中生成的SO2全部被收集在注射器B中。

3.當觀察到品紅試紙完全褪色時，向上拉銅絲使其與濃硫酸分離，同時撤去酒精燈進行冷卻。

4.待裝置冷卻后，用注射器A吸取適量NaOH溶液注入西林瓶中，然后將注射器B的活塞緩緩向下推動直至SO2氣體全部被堿液吸收。

四、本實驗設計的優點

1.本實驗設計用帶翻口塞的西林瓶代替試管進行實驗，密封性很好，可以有效防止SO2的外逸。

2.這套裝置設計精巧、操作簡便，減少了藥品的用量，縮短了反應時間，實驗現象直觀，大大增強了實驗的效果。

3.本實驗的尾氣處理過程，既處理了反應剩余的酸性廢液，又能充分吸收裝置中殘留的SO2氣體，最大程度地避免了在裝置拆卸過程中造成的環境污染。

[1]童標.關于銅與濃硫酸反應的再探究[J].化學教與學.2013.（10）：76—78

[2]伍強、胡鳳揚.濃硫酸與銅反應實驗的綠色化改進[J].化學教學.2014.（6）：49—50