硝酸與銅反應(yīng)及一氧化氮二氧化氮性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

1、硝酸與銅反應(yīng)及一氧化氮二氧化氮性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置的 改進(jìn)在高中化學(xué)教學(xué)中， 硝酸的氧化性是一個(gè)重要的內(nèi)容， 硝酸 和銅的反應(yīng)也是必不可少的演示實(shí)驗(yàn)。 在人民教育出版社出版的 高中化學(xué)二年級(jí)用書中， 這個(gè)實(shí)驗(yàn)是這樣做的： 在裝有銅片的兩 支試管里， 分別加入少量濃硝酸和稀硝酸， 產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo)管 通入氫氧化鈉溶液中， 這樣很容易引起倒吸， 并且不利于學(xué)生觀 察一氧化氮?dú)怏w的顏色。 基于此操作存在的不足， 對(duì)此實(shí)驗(yàn)做了 改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置不僅解決了上述問題， 還可以做一氧化氮和 二氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，一舉兩得。一、外觀圖三、操作方法：（ 1）將銅絲一端盤成螺旋狀（如圖 2），穿過單孔橡皮塞， 使螺旋

2、狀一端在橡皮塞底部（如圖 3），按外觀圖將注射器和 J 型管裝配好，拔下針筒，從 J 型管長(zhǎng)管口注入稀硝酸，直至單孔 橡皮塞的下沿，不要留有氣泡。（2）安裝好針筒，用酒精燈在 J 型管短管下處稍加熱，當(dāng) 銅絲上有氣泡產(chǎn)生時(shí)， 立即將酒精燈撤去。 此時(shí)可觀察到反應(yīng)產(chǎn) 生的氣體將短管內(nèi)的酸排入長(zhǎng)管內(nèi)， 當(dāng)酸液與銅絲相離時(shí)， 反應(yīng) 停止。觀察短管內(nèi)氣體顏色，此時(shí)看到的是無色一氧化氮?dú)怏w。（3）拉動(dòng)注射器內(nèi)管，短管內(nèi)無色氣體被吸入注射器內(nèi)， 長(zhǎng)管內(nèi)酸液進(jìn)入短管， 兩管內(nèi)液面相平， 此時(shí)注射器內(nèi)看到的依 然是無色一氧化氮?dú)怏w。（4）取下橡皮塞，拔下針筒，拉針筒內(nèi)管吸入空氣，針筒 內(nèi)無色一氧化氮?dú)怏w逐漸變

3、為紅棕色。（5）再向針筒上安一個(gè)備用針頭，將針頭插入裝有堿液的 燒杯中（如圖 5），向針管內(nèi)吸入 1ml 左右堿液，紅棕色逐漸消 失，且針管內(nèi)液面上升。 燒杯內(nèi)也可以裝滴有紫色石蕊試劑的水， 現(xiàn)象同樣明顯，紅棕色逐漸消失，針管內(nèi)液面上升且溶液變紅。 此步操作還可以做一個(gè)一氧化氮與二氧化氮?dú)怏w的性質(zhì)對(duì)比實(shí) 驗(yàn)。另外收集一針管一氧化氮， 插到同樣裝滴有紫色石蕊試劑的 水中，操作同上，可觀察到針管內(nèi)液面不變化。將此反應(yīng)中的稀硝酸換成濃硝酸則可演示濃硝酸與銅的反 應(yīng)，由于生成的二氧化氮?dú)怏w較純， 收集到針管內(nèi)后插到裝有堿 液的燒杯中，不僅可觀察到上述相同現(xiàn)象，還可形成噴泉。四、工作原理（1）按外觀圖裝

4、配好儀器后拔下針筒，由于針頭留在橡皮 塞上，因此短管和長(zhǎng)管兩端都與大氣相通， 從長(zhǎng)管端加入硝酸一 直到單孔橡皮塞的下沿，不留有氣泡。（2）把針頭和針筒接好，當(dāng)反應(yīng)開始后有短管一端有氣體 產(chǎn)生，壓強(qiáng)增大，使短管內(nèi)液體排入長(zhǎng)管產(chǎn)生液面差。（3）隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，短管內(nèi)氣體體積增大，當(dāng)短管內(nèi) 液體接觸不到銅絲時(shí)反應(yīng)停止。 由于產(chǎn)生的一氧化氮?dú)怏w一直在 一個(gè)密閉的環(huán)境中未與空氣接觸， 所以在短管一端可觀察到無色 的一氧化氮?dú)怏w。（4）拉動(dòng)注射器內(nèi)管吸入短管內(nèi)氣體，取下橡皮塞，反應(yīng) 不再進(jìn)行， 拔下針筒， 拉針筒內(nèi)管吸入空氣可見針筒內(nèi)無色一氧 化氮?dú)怏w逐漸變?yōu)榧t棕色。 將生成的二氧化氮與堿與水作用， 驗(yàn)

5、 證二氧化氮的性質(zhì)，說明二氧化氮與堿反應(yīng)，且易溶于水，并且 可與水反應(yīng)生成酸。（5）將另收集到的一針管一氧化氮操作同上，驗(yàn)證了一氧 化氮難溶于水，且不與水反應(yīng)的性質(zhì)。（6）如果用濃硝酸與銅反應(yīng)，生成的二氧化氮較純，在針 管內(nèi)可以做“噴泉實(shí)驗(yàn)”。五、裝置特點(diǎn)（1）教材中的演示實(shí)驗(yàn)很難掌控產(chǎn)生氣體的量，需要等反 應(yīng)物消耗完反應(yīng)才能結(jié)束， 浪費(fèi)藥品。 改進(jìn)裝置后當(dāng)短管內(nèi)氣體 體積增大， 短管內(nèi)液體接觸不到銅絲時(shí)反應(yīng)就停止， 如果要繼續(xù) 反應(yīng)可將橡皮塞上端的銅絲往里伸，操作簡(jiǎn)單方便且易于控制。（2）教材演示實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的一氧化氮?dú)怏w接觸到空氣后馬 上生成紅棕色的二氧化氮， 不利于學(xué)生觀察一氧化氮的顏色。 改 進(jìn)裝置后， 由于加液體時(shí)排盡了短管內(nèi)空氣， 所以生成的一氧化 氮?dú)怏w一直在密閉條件下， 反應(yīng)結(jié)束后可觀察到無色的一氧化氮 氣體顏色。（3）取下針筒后拉動(dòng)內(nèi)管吸入空氣，可明顯觀察到無色一氧化氮?dú)怏w變?yōu)榧t棕色， 也使學(xué)生見證了一氧化氮與氧氣生成二 氧化氮的過程， 加深學(xué)生對(duì)一氧化氮和二氧化氮兩種氣體顏色的 記憶。（4）教材演示實(shí)驗(yàn)中將生成的氣體直接通入堿液中，這樣 很容易引起堿液倒吸， 影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。 改進(jìn)裝置中