蔡婷婷

摘 要：結(jié)合單球干燥管的構(gòu)造特點(diǎn)，巧妙使用，對銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗設(shè)計進(jìn)行突破性的改進(jìn)。將銅與濃、稀硝酸的實(shí)驗實(shí)現(xiàn)一體化，改進(jìn)后的實(shí)驗達(dá)到用量少、操作簡便、現(xiàn)象明顯、探究性強(qiáng)、有效調(diào)控、綠色環(huán)保的目的。

關(guān)鍵詞：干燥管;一體化;探究性強(qiáng);綠色環(huán)保

一、問題的提出

化學(xué)實(shí)驗是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中最常用的教學(xué)手段，這對學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識非常有幫助。氮及其化合物的性質(zhì)在非金屬元素化合物中占有重要地位，高中化學(xué)中銅分別與濃、稀硝酸的反應(yīng)來檢驗它們的氧化性?，F(xiàn)行人教版必修一課本上已取消了老版教材原有在敞口試管中進(jìn)行的演示實(shí)驗，在實(shí)際教學(xué)中，很多時候都放棄了現(xiàn)場演示或?qū)W生分組實(shí)驗，使學(xué)生對這方面知識缺乏直觀的感性認(rèn)識。因此，本文經(jīng)過多次實(shí)驗與探究，對該實(shí)驗設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)。

二、實(shí)驗設(shè)計的目的

1.改進(jìn)銅與濃、稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗裝置。

2.檢驗稀硝酸、濃硝酸的氧化性，NO與NO2的相互轉(zhuǎn)化等一體化反應(yīng)。

六、改進(jìn)后的實(shí)驗操作及現(xiàn)象分析

1.先在A處、B處膠頭滴管分別盛裝滿H2O2、蒸餾水，③裝置燒杯中加入適量稀NaOH溶液，然后按照圖中連接裝置，檢查裝置的氣密性。

2.先在B處干燥管單球內(nèi)加少量MnO2固體粉末，塞上帶膠頭滴管的單孔橡膠塞，夾上止水夾，然后在C處干燥管單球內(nèi)加約0.5mL濃硝酸，用鑷子將銅片放置在靠近C處干燥管單球的位置（注意：不與濃硝酸接觸為宜），用帶膠頭滴管及直角導(dǎo)管的雙孔橡膠塞的膠頭滴管尖嘴部分把銅片推進(jìn)干燥管單球C處，并立即塞緊橡膠塞。C處干燥管內(nèi)：銅片與濃硝酸接觸，立即發(fā)生劇烈的反應(yīng)，產(chǎn)生紅棕色氣體，氣體充滿整個干燥管，溶液顏色為藍(lán)綠色。

3.擠壓D處，逐滴加入蒸餾水，讓NO2和水反應(yīng)，可觀察到干燥管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺至無色，③裝置中干燥管內(nèi)液面上升，明顯的倒吸現(xiàn)象說明NO2和水的反應(yīng)是一個氣體體積減小的反應(yīng)，②③裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小并且生成的NO難溶于水。同時，加入水后使?jié)庀跛嶙兂上∠跛?，可觀察到C處銅與稀硝酸緩慢反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，溶液顏色為藍(lán)色，③裝置中干燥管內(nèi)液面高度變化不大，這恰好使②③裝置干燥管形成了類似氣體的儲存裝置，收集較多的NO氣體，可為下一步實(shí)驗做準(zhǔn)備，也可在無氧環(huán)境中能較長時間觀察到NO的真實(shí)面貌，它是一種無色的氣體，也不直接與NaOH發(fā)生反應(yīng)。

4.打開止水夾，擠壓A處，H2O2在MnO2催化作用下快速反應(yīng)產(chǎn)生O2，可觀察到②③裝置干燥管內(nèi)無色氣體變?yōu)榧t棕色，夾上止水夾又可觀察到裝置中干燥管內(nèi)液面上升，②③裝置干燥管內(nèi)氣體顏色又接近于無色，可重復(fù)操作2～3次，觀察到NO和O2反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色氣體NO2，NO2被NaOH溶液吸收過程的現(xiàn)象。

5.繼續(xù)擠壓A處，把雙氧水全加進(jìn)B處，觀察到C和E處氣體顏色都為無色，則說明NO基本反應(yīng)完全，夾上止水夾，拆下②裝置的干燥管，迅速將③裝置燒杯內(nèi)的氫氧化鈉溶液倒入③裝置中的干燥管內(nèi)，打開止水夾，進(jìn)行最后的尾氣處理，實(shí)現(xiàn)廢液利用。

七、實(shí)驗注意事項

（1）整個裝置必須氣密性良好。（2）濃硝酸用量不宜過多。（3）雙氧水濃度不適宜太大。（4）尾氣吸收液應(yīng)為稀NaOH溶液，不宜用濃溶液。若用濃NaOH溶液在步驟3中NO2和水反應(yīng)生成的NO較少，將不利于在上述步驟4中觀察NO轉(zhuǎn)化為NO2的過程。（5）上述步驟5尾氣處理，可以根據(jù)實(shí)驗情況加適量的濃NaOH溶液。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣新芳.例談“簡異”化學(xué)實(shí)驗創(chuàng)設(shè)的教學(xué)價值[J].化學(xué)教育，2013（9）.

[2]潘祥泰.NO的制備和性質(zhì)實(shí)驗的改進(jìn)與創(chuàng)新[J].化學(xué)教學(xué)，2014（2）.