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銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

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針對(duì)人教版課本上銅與濃硫酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)裝置的不足，進(jìn)行一定的改進(jìn)。將銅絲連在注射器的活塞上，可以控制銅絲與濃硫酸接觸或分離，便于控制反應(yīng)。同時(shí)用試紙代替溶液檢驗(yàn)氣體，節(jié)約藥品，適合于實(shí)際教學(xué)。

銅與濃硫酸； 演示實(shí)驗(yàn)； 改進(jìn)

銅與濃硫酸的反應(yīng)以及產(chǎn)物的檢驗(yàn)是高中化學(xué)必修一的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，課本(人教版)上的實(shí)驗(yàn)裝置為：

我們按照此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅絲不好抽離，并且不能保證密閉性，會(huì)有較多的SO2泄露。因此，改進(jìn)了裝置如下圖所示：

一、主要的改進(jìn)方面

1、將銅絲直的一端固定在一只注射器的活塞上，注射器選用規(guī)格1mL的。推拉活塞，可以控制銅絲與濃硫酸接觸或分離，便于啟動(dòng)反應(yīng)以及及時(shí)的停止反應(yīng)。

2、用濕潤(rùn)的品紅試紙和濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)物SO2，只需少量SO2就可以觀察到明顯現(xiàn)象。試紙粘在一個(gè)底部破損的小試管的外壁，再將小試管放入大試管中。濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙上可以涂少量的NaOH溶液，使藍(lán)色更明顯。

3、增加可防倒吸的尾氣吸收裝置，燒杯內(nèi)盛有NaOH濃溶液。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1、連接好裝置，先檢查裝置的氣密性：將干燥管末端浸入水中，用手握住具支試管底部，干燥管末端有氣泡冒出，松手后，管內(nèi)水倒吸形成一段水柱，證明裝置的氣密性良好。

2、裝入藥品，先加熱濃硫酸。約1分鐘后[1]，將銅絲伸入濃硫酸中，立即有大量氣泡產(chǎn)生。很快，可以看到品紅試紙褪色，石蕊試紙變紅，證明產(chǎn)生了SO2。拉動(dòng)活塞使銅絲與濃硫酸分離，同時(shí)停止加熱，可觀察到溶液呈藍(lán)綠色，證明生成了銅離子。溶液底部有較多的灰白色固體。幾分鐘后，溶液又變無(wú)色。

三、關(guān)于實(shí)驗(yàn)的討論

1、控制銅絲的注射器容易準(zhǔn)備，價(jià)格便宜。而且規(guī)格為1mL的注射器直徑與普通玻璃導(dǎo)管接近，在橡皮塞上打孔方便。這個(gè)裝置的優(yōu)點(diǎn)就是在檢驗(yàn)出SO2的時(shí)候能夠及時(shí)停止反應(yīng)，避免產(chǎn)生大量有毒氣體。只要不打開(kāi)橡膠塞，幾乎沒(méi)有SO2泄露，符合綠色化學(xué)的理念。

2、白色固體的檢驗(yàn)需要打開(kāi)裝置，總是會(huì)有SO2泄漏。實(shí)際上溶液呈藍(lán)綠色已經(jīng)可以證明生成了銅離子，實(shí)際教學(xué)中可以不檢驗(yàn)白色固體，改為讓學(xué)生分析白色固體可能是什么，怎么產(chǎn)生的，溶液的藍(lán)綠色為什么會(huì)消失等問(wèn)題。這樣提高了學(xué)生分析問(wèn)題的能力，同時(shí)復(fù)習(xí)了濃硫酸的吸水性。

3、在實(shí)際教學(xué)工作中，每位老師可能要在3～4個(gè)班演示此實(shí)驗(yàn)。為了減少污染及節(jié)約時(shí)間，可以按需要多準(zhǔn)備幾只套好的試管。在第一個(gè)班下課后，用止水夾夾住橡膠管靠近具支試管的一端(止水夾可以提前夾在具支試管的支管上)，剪開(kāi)橡膠管，用洗耳球向套管中鼓入空氣約1分鐘，可以將殘留的SO2排出。換上備用套管，可繼續(xù)在下一個(gè)班使用。濃硫酸取6mL，可以完成三個(gè)班的實(shí)驗(yàn)。

4、套管可以用鐵夾夾住固定在左側(cè)鐵架臺(tái)上，因此，本實(shí)驗(yàn)可以只用一個(gè)鐵架臺(tái)，裝置簡(jiǎn)潔清晰，容易拿取。

5、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)希望傳達(dá)給學(xué)生這樣的理念：綠色化學(xué)并不是一個(gè)離我們多么遙遠(yuǎn)的龐然大物，也不是只在學(xué)到某一章某一節(jié)時(shí)當(dāng)口號(hào)喊喊而已，實(shí)驗(yàn)中處處都有體現(xiàn)，只要細(xì)心觀察、善于發(fā)現(xiàn)，綠色化學(xué)就在我們身邊。

王春.銅與濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究與改進(jìn)[J].化學(xué)教育，2009 (10)：58～59.

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