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        銅與濃、稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置微型化改進(jìn)

        2016-10-31 13:57:33吳瑞藍(lán)詹曉星郝桂霞

        吳瑞藍(lán) 詹曉星 郝桂霞

        【摘 要】 銅與濃、稀硝酸反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)是人教版高中化學(xué)必修1的一個重要演示實(shí)驗(yàn),教材中的實(shí)驗(yàn)裝置存在著諸多不足,針對這些不足,本文采用具支試管、V形側(cè)泡反應(yīng)管、注射器等將微型實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置一體化,前一反應(yīng)的產(chǎn)物為后一反應(yīng)的反應(yīng)物,從而避免實(shí)驗(yàn)藥品的浪費(fèi)。

        【關(guān)鍵詞】 銅與濃、稀硝酸反應(yīng);微型實(shí)驗(yàn);反應(yīng)裝置一體化

        【中圖分類號】G64.20 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)22-0-01

        銅與濃、稀硝酸反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)是人教版高中化學(xué)必修1的一個重要演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過觀察銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,能加強(qiáng)對濃、稀硝酸的強(qiáng)弱之分的理解。

        教材中的實(shí)驗(yàn)裝置存在著以下不足:

        1.銅與濃硝酸的反應(yīng)十分劇烈,危險性高,反應(yīng)不易調(diào)控,產(chǎn)生的有毒氣體NO2易造成環(huán)境污染;

        2.銅與稀硝酸反應(yīng)生成的NO氣體易被試管中的空氣氧化成紅棕色的NO2氣體,造成學(xué)生難以明顯地觀察到無色的NO氣體;

        3.銅與濃、稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)分開進(jìn)行,操作麻煩,且費(fèi)時、費(fèi)藥品。

        一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

        1、實(shí)驗(yàn)原理

        Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

        3NO2+5H2O2HNO3+NO↑+4H2O

        3Cu+8HNO3(?。?Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

        2NO+O22NO2

        2、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品

        儀器:微型操作臺1個、注射器1個、具支試管2支、V形側(cè)泡反應(yīng)管一支、橡膠塞、乳膠管

        藥品:銅絲、銅片、濃硝酸、蒸餾水、氫氧化鈉溶液

        3、實(shí)驗(yàn)裝置圖(略去微型操作臺裝置部分)

        二、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

        1.組裝實(shí)驗(yàn)儀器并檢查實(shí)驗(yàn)儀器的氣密性:如圖1所示組裝實(shí)驗(yàn)儀器,在V形側(cè)泡反應(yīng)管中加入適量的蒸餾水,打開止水夾,拉動注射器,觀察V形側(cè)泡反應(yīng)管中水位的高度變化情況。若裝置氣密性良好,V形側(cè)泡反應(yīng)管中的左右液面會隨著注射器的拉動而產(chǎn)生高度差。

        2.添加藥品:在左側(cè)具支試管中加入適量濃硝酸,并在該具支試管的膠塞上鉆一小孔,利用小孔插入銅絲;在V形側(cè)泡反應(yīng)管如圖位置中加入少量銅片及適量蒸餾水(水位不易過高);在另一支具支試管的膠塞上鉆一小孔,將注射器插入小孔中(注射器已排盡針筒內(nèi)空氣)

        3.開始實(shí)驗(yàn):反應(yīng)前,將注射器的活塞往上拉,將右側(cè)具支試管中的空氣抽走;打開止水夾,將銅絲向下伸入溶液中,銅與濃硝酸發(fā)生劇烈反應(yīng),溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色并產(chǎn)生大量紅棕色氣體;隨著氣體不斷溶于V形側(cè)泡反應(yīng)管中的蒸餾水,V形側(cè)泡反應(yīng)管中的溶液逐漸由無色變?yōu)榈{(lán)色,且銅表面有氣泡產(chǎn)生;反應(yīng)一段時間后,將銅絲向上拉,反應(yīng)停止;推動注射器,將空氣注入右側(cè)具支試管,觀察到右側(cè)具支試管的氣體由無色變?yōu)榧t棕色。

        4.結(jié)束實(shí)驗(yàn):反應(yīng)完全停止后,將注射器的活塞往上拉,抽走右側(cè)具支試管中的NO2氣體,并通入NaOH溶液中,進(jìn)行尾氣處理。

        三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

        1.反應(yīng)裝置簡單、安全,且可操作性較強(qiáng),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,可用于一般的中學(xué)化學(xué)課堂的實(shí)驗(yàn)演示。

        2.銅與濃硝酸反應(yīng)的過程中,將銅絲制成可上下拉動的模式,能很好地控制銅與濃硝酸的反應(yīng)的開始與停止。

        3.利用V形側(cè)泡反應(yīng)管進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng),反應(yīng)比較慢,即使反應(yīng)過快時,溶液可溢到V形側(cè)泡反應(yīng)管的側(cè)泡上,從而提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。

        4.實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置一體化,能避免藥品的浪費(fèi),并在短時間內(nèi)完成銅與濃稀硝酸反應(yīng)一體化,直觀觀察到銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的不同現(xiàn)象,有利于學(xué)生理解濃稀硝酸的氧化性強(qiáng)弱不同。

        四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

        1.濃硝酸具有強(qiáng)腐蝕性,在取濃硝酸過程中須謹(jǐn)慎小心;

        2.銅與濃硝酸反應(yīng)劇烈,濃硝酸的量不易過多,以免產(chǎn)生的氣體從管內(nèi)沖出傷人和污染環(huán)境;

        3.實(shí)驗(yàn)完畢后,要將裝置內(nèi)的液體和氣體一起注入氫氧化鈉溶液中,以免污染環(huán)境。

        總之,改進(jìn)后的裝置簡單易行,有利于反應(yīng)的反應(yīng)的進(jìn)行、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,防止環(huán)境污染,便于課堂上的演示。

        參考文獻(xiàn):

        [1]衷明華《中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究》

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