唐光華

【摘要】人教版高中化學(xué)必修1第四章第四節(jié)是氨、硫酸和硝酸的內(nèi)容，其中關(guān)于硝酸的性質(zhì)中涉及到銅與稀硝酸的反應(yīng)，該反應(yīng)生成了無色氣體一氧化氮。新課改之前的舊教材中有該反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，但在新教材中卻沒有這個(gè)實(shí)驗(yàn)，原因應(yīng)該是該實(shí)驗(yàn)很難做成功，失敗人教版普通高中教材化學(xué)的原因是裝置中的空氣很難被排除干凈，一氧化氮?dú)怏w遇到氧氣就變成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 硝酸 演示實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）12-0209-02

筆者經(jīng)過反復(fù)思考和實(shí)驗(yàn)，探索了幾個(gè)該實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新做法，比較成功的有兩個(gè)，現(xiàn)分別介紹如下：

方法一、

1.試劑 ：大試管、膠塞（帶孔）、直角玻璃管、三通管、注射器、小燒杯、乳膠管、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、止水夾、酒精燈、火柴、固體碳酸鈣（砸成小顆粒）、稀硝酸、粗銅絲（一端繞城螺旋狀）、氫氧化鈉溶液。

2.實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說明

實(shí)驗(yàn)操作

依照裝置圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查氣密性。將注射器活塞推到底，打開止水夾1和止水夾2。向大試管中加入少許碎固體碳酸鈣，并加入過量稀硝酸（液面應(yīng)處于銅絲以下），塞好膠塞，此時(shí)試管中產(chǎn)生CO2氣體，不斷緩緩拉推注射器活塞（目的是使靠近注射器一端的乳膠管中的空氣排除），氣體會(huì)將試管中的空氣排出，多余的CO2氣體被NaOH溶液吸收。待碳酸鈣反應(yīng)完畢，關(guān)閉止水夾2，將銅絲向下伸入稀硝酸中，Cu與稀硝酸反應(yīng)開始，生成的無色NO氣體進(jìn)入氫氧化鈉溶液并被吸收。讓反應(yīng)進(jìn)行一會(huì)（目的是使裝置中的CO2氣體被排出）后打開止水夾2，關(guān)閉止水夾1，此時(shí)生成的NO氣體推動(dòng)注射器活塞移動(dòng)，氣體進(jìn)入注射器（亦可緩緩抽動(dòng)活塞，使NO氣體進(jìn)入注射器）。當(dāng)注射器中收集三分之一的氣體時(shí)，將銅絲向上拉，使其與硝酸分離，反應(yīng)停止。關(guān)閉止水夾2，將注射器與乳膠管分離，使注射器口朝上，觀察其中的氣體為無色，輕輕抽動(dòng)活塞，使空氣進(jìn)入注射器，無色氣體慢慢變成紅棕色。最后將注射器中的氣體壓入氫氧化鈉溶液中。

注：實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵在于良好的氣密性。

3.裝置改進(jìn)的意義

Cu與稀硝的反應(yīng)是高中化學(xué)中一個(gè)重要反應(yīng)，然而要用實(shí)驗(yàn)來演示這個(gè)反應(yīng)卻非常不易，原因是產(chǎn)物NO很容易被氧化為NO2。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)難做，所以新版的人教版教材已經(jīng)不做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

這套實(shí)驗(yàn)裝置很好的解決了這個(gè)難題，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴由于巧妙的將裝置中的空氣排除掉了，因此避免了NO被氧化，從而能使觀察者很清楚的看到NO是無色的。

⑵利用注射器收集到NO，還能呈現(xiàn)NO遇O2變成NO2的過程，更加證明生成的氣體是NO。

⑶實(shí)驗(yàn)過程中幾乎不向空氣中排放有毒氣體，非常環(huán)保。

⑷實(shí)驗(yàn)所用儀器很常見，可以就地取材，而且裝置也很簡(jiǎn)單。對(duì)注射器的使用也體現(xiàn)了廢物回收利用的理念。

方法二、

1.實(shí)驗(yàn)儀器及試劑：U形管、橡膠塞、注射器（帶長(zhǎng)針頭）、銅絲（繞成螺旋狀）、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、稀硝酸。

2.實(shí)驗(yàn)裝置圖：

3.實(shí)驗(yàn)操作 ：⑴在U形管中裝入一定量的稀硝酸溶液，使液面距管口有3-4厘米距離，將U形管豎直固定在鐵架臺(tái)上；

⑵將螺旋狀銅絲扎入橡膠塞較細(xì)一端，把注射器針頭從橡膠塞較粗一端扎入，使針頭剛好穿透橡膠塞，將注射器活塞推到底，將橡膠塞蓋緊U形管一端，此時(shí)橡膠塞與稀硝酸液面之間是空氣；

⑶拉動(dòng)注射器活塞，使橡膠塞一端液面上升并與與橡膠塞接觸，另一端液面下降，此時(shí)橡膠塞與液面堿空氣被排除干凈，拔掉注射器。

⑷反應(yīng)開始，可看到橡膠塞與液面之間逐漸產(chǎn)生無色氣體，待氣體產(chǎn)生一定量時(shí)，將注射器扎透橡膠塞，拉動(dòng)活塞，抽取半管該氣體，將注射器拔出，繼續(xù)拉動(dòng)活塞，使空氣進(jìn)入注射器，可看到氣體顏色變深，逐漸變?yōu)榧t棕色。

⑸將注射器及u型管用氫氧化鈉溶液處理，以免污染環(huán)境。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，證明這套裝置可以清楚證明Cu與稀硝酸反應(yīng)生成的是無色氣體—NO，而不是紅棕色氣體—NO2，更方便的是，實(shí)驗(yàn)者可以將無色氣體收集到注射器中，再吸入空氣使其變成紅棕色氣體。

實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)點(diǎn)：

⑴該裝置使用儀器少，操作簡(jiǎn)單，非常易于成功，可謂是傻瓜實(shí)驗(yàn)法。

⑵ 利用注射器收集到NO，還能呈現(xiàn)NO遇O2變成NO2的過程，更加證明生成的氣體是NO。

⑶實(shí)驗(yàn)過程安全、環(huán)保、幾乎無污染。