吳 鵬

（江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué) 江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

一、問題的提出

在講解“硝酸的強(qiáng)氧化性”時，有兩個重要的演示實驗，即金屬銅分別與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)。 各種版本教材上的演示實驗各不相同：比如魯科版教材中，只是在反應(yīng)的試管口放蘸有氫氧化鈉溶液的棉花，這很難防止氣體的散逸。 而在蘇教版教材是用分液漏斗加硝酸，不會有氣體溢出，生成的氣體用排水法收集，一定程度上做到了尾氣處理，但在反應(yīng)過程中無法做到使實驗即時停止。 這些設(shè)計既不利于學(xué)生近距離觀察，在實驗過程中又總有一定量的氮氧化物排入空氣，學(xué)生忌憚于它們的毒性，會產(chǎn)生畏懼感，從而導(dǎo)致教材上演示實驗的教學(xué)功能被削弱。 如何既能讓學(xué)生看得清楚明白，又能消除氮氧化物的污染，這就要求在實驗裝置上進(jìn)行大膽的改進(jìn)。

二、設(shè)計原理

銅與濃硝酸的反應(yīng)要在一個相對封閉的容器中進(jìn)行，才可以消除氮氧化物的散逸，既然分液漏斗可以用旋塞控制液體的流量，同樣也可以防止氣體的泄露，這是我的第一個靈感。 另一個靈感來源于實際操作中，我還發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)后可以再次利用分液漏斗做倒吸實驗，明顯的倒吸現(xiàn)象正是氮氧化物相互轉(zhuǎn)化的生動表現(xiàn)，這讓我激動不已。 具體的操作看下面的步驟說明。

三、改進(jìn)的實驗裝置及操作步驟

1． 檢查裝置的氣密性及檢漏

在分液漏斗的上口塞緊插有銅絲的橡膠塞，打開玻璃旋塞，將下口伸入水中，用手捂住上部，若下口處出現(xiàn)氣泡，松開手，形成一段水柱，則說明該分液漏斗氣密性良好。 至于檢漏，向分液漏斗加水，只要玻璃旋塞處及塞著橡皮塞的上口不漏水即可。

2． 銅絲與濃硝酸接觸反應(yīng)

按照圖1 所示， 將分液漏斗放在鐵圈中， 關(guān)閉玻璃旋塞， 向分液漏斗中加入硝酸，將插入銅絲的橡膠塞塞緊上口。抽動銅絲將其伸入濃硝酸中， 讓銅絲接觸硝酸發(fā)生反應(yīng)。銅絲與濃硝酸反比較劇烈，立即產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液呈藍(lán)綠色。銅絲與濃硝酸反應(yīng)一段時間后，要將銅絲抽出，脫離酸液，反應(yīng)立即停止。

3． 倒吸實驗

打開玻璃旋塞，用蒸餾水接收反應(yīng)后的溶液，溶液變成藍(lán)色。 當(dāng)漏斗中的液體幾乎全部放出時，關(guān)閉旋塞。 隨即將漏斗下口伸入水中（按圖2 所示），再次打開旋塞，并輕輕搖晃漏斗， 你就會看到有水倒吸入漏斗中，液面不斷上升，紅棕色逐漸消失。 待氣體顏色褪盡，關(guān)閉玻璃旋塞，用注射器刺穿橡膠塞，向分液漏斗內(nèi)推入空氣，氣體變?yōu)闇\紅棕色。

4． 尾氣處理

將分液漏斗的旋塞關(guān)閉， 待課后帶入實驗室，在通風(fēng)櫥中處理尾氣。

四、改進(jìn)實驗的優(yōu)點

1． 分液漏斗相對封閉， 很好地避免氣體的散逸，環(huán)保效果十分明顯，充分體現(xiàn)綠色化學(xué)的思想。

2． 容器容積相對較大，學(xué)生看得清清楚楚。 還可以將分液漏斗從鐵架臺上取下，拿到學(xué)生中去近距離觀察，學(xué)生印象十分深刻。

3． 通過抽動銅絲可以很好地控制反應(yīng)進(jìn)程，做到隨時停止反應(yīng)。

4． 倒吸等實驗現(xiàn)象強(qiáng)化了學(xué)生對氮氧化物轉(zhuǎn)化的認(rèn)識。

五、說明

圖1

圖2

1． 銅與濃硝酸反應(yīng)時間不宜過長，看到明顯的現(xiàn)象即可抽出銅絲。 畢竟是在相對封閉的容器中進(jìn)行的制氣實驗，分液漏斗的氣壓不能過大。

2． 將反應(yīng)后的溶液放出時動作要快，避免紅棕色氣體外逸。

3． 在做倒吸實驗時，要輕輕搖晃漏斗，但要注意下口必須浸沒于水中。