銅與濃、稀硝酸微型實驗一體化改進裝置

方洪妹　郝桂霞　衷明華

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

一、改進目的

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

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

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

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

基于以上猜想，筆者對此實驗進行了改進，以消除以上顧慮，方便教師在課堂上進行演示。

二、實驗儀器：

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、改進實驗裝置

1.按實驗裝置圖連接好實驗儀器，并檢驗裝置的氣密性

2.銅與濃硝酸反應：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生成紅棕色NO2氣體，溶液剛開始呈綠色，漸漸地變為藍色。這是因為生成的紅棕色氣體與生成的藍色硫酸銅混合在一起導致的。隨著NO2的減少，顏色逐漸恢復為硫酸銅的顏色。

3.銅與稀硝酸反應

具支管1中反應產生的NO2氣體通入到具支管2的蒸餾水中，與蒸餾水反應生成稀硝酸，進而稀硝酸與銅反應產生無色NO氣體，具支試管內呈無色。打開止水夾一段時間后，發現裝有空氣的注射器2由五色變為紅棕色，說明有NO2產生

4.NO氣體的性質檢驗：打開止水夾一段時間后，發現裝有空氣的注射器2由無色變為紅棕色，說明有NO2產生。

5.尾氣吸收：關閉止水夾，反應停止，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、改進后的優、缺點

優點：

1.將銅與濃硝酸反應生成的NO2直接通入蒸餾水中，從而實現銅與濃、稀硝酸反應裝置一體化，簡化實驗步驟，現象明顯，激發學生的學習興趣。

2.可通過控制注射器打入的濃硝酸的量來控制反應速率。

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

4.注射器作為NO與空氣的反應容器，可以檢驗生成的NO，又保證NO2氣體不外漏，最后將廢氣通入NaOH溶液進行尾氣吸收，保證實驗綠色無污染。