銅與稀硝酸反應及NO性質的環保型實驗裝置

潘祥泰

1問題提出

現用魯科版教材高一化學課本中銅和稀硝酸反應的實驗：在試管中放入一小塊銅片，加入少量稀硝酸，立即用蘸有氫氧化鈉溶液的棉花封住試管口，觀察試管中產生的現象。用此裝置做實驗存在以下缺陷：①由于實驗時試管內的空氣未能排盡，生成的NO會被氧氣氧化成為紅棕色的NO₂，學生難以觀察到無色的NO氣體的生成，進而難以從實驗現象中直觀地得出“銅與稀HNO反應生成無色NO”的結論；②教材中未講述NO不溶于水的驗證實驗，學生對此沒有直觀的認識，難以形成深刻的記憶；③蘸有NaOH的棉花無法完全吸收產生的NO、NO₂氣體，在拆除實驗裝置時，有大量氣體外漏，不利于環保。筆者對該實驗的反應裝置進行了改進，簡述如下。

2實驗裝置

實驗裝置如圖1所示。

3實驗用品及實驗步驟

3.1實驗用品

U型管1支，具支試管1支，30mL注射器1支，10mL注射器1支，輸液管，單孔橡皮塞3個，乳膠管，玻璃管，止水閥2個，燒杯2個，玻璃珠，稀硝酸（4mol/L），銅片，30mL O₂，蒸餾水，NaOH溶液。

3.2實驗操作步驟

3.2.1NO氣體的制備

（1）按照如圖1所示實驗裝置組裝好儀器，檢查裝置氣密性。

（2）向U型管左邊的支管中加入玻璃珠，目的是減少稀硝酸的用量。將銅絲繞成螺旋狀，放人U型管右邊的支管中。連接好實驗裝置，關閉止水夾a、b。

（3）往漏斗中注入預熱的稀硝酸，淹沒銅絲，至右邊支管橡膠塞下端。將具支試管中裝滿水，注射器中收集30mL的氧氣。

（4）銅與稀硝酸反應生成無色氣體，溶液變為藍色；由于反應產生了氣體，導致U型管內壓強增大，U型管中的溶液不斷壓入漏斗中，直至銅絲與稀硝酸脫離，反應停止，可以觀察到U型管右邊支管內生成的無色氣體。……