“銅與濃硝酸反應”演示實驗的改進

第第頁“銅與濃硝酸反應”演示實驗的改進摘要：結(jié)合分液漏斗的構(gòu)造特點和使用方法，巧妙施用，對教材中銅與濃硝酸反應的演示實驗進行突破性改進。旨在增強教學效果，凸顯綠色實驗的理念。

關(guān)鍵詞：分液漏斗；實驗改進；綠色環(huán)保

文章編號：1008-0546（2013）10-0097-01中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

一、問題的提出

在講解“硝酸的強氧化性”時，有兩個重要的演示實驗，即金屬銅分別與濃硝酸、稀硝酸反應。各種版本教材上的演示實驗各不相同：比如魯科版教材中，只是在反應的試管口放蘸有氫氧化鈉溶液的棉花，這很難防止氣體的散逸。而在蘇教版教材是用分液漏斗加硝酸，不會有氣體溢出，生成的氣體用排水法收集，一定程度上做到了尾氣處理，但在反應過程中無法做到使實驗即時停止。這些設(shè)計既不利于學生近距離觀察，在實驗過程中又總有一定量的氮氧化物排入空氣，學生忌憚于它們的毒性，會產(chǎn)生畏懼感，從而導致教材上演示實驗的教學功能被削弱。如何既能讓學生看得清楚明白，又能消除氮氧化物的污染，這就要求在實驗裝置上進行大膽的改進。

二、設(shè)計原理

銅與濃硝酸的反應要在一個相對封閉的容器中進行，才可以消除氮氧化物的散逸，既然分液漏斗可以用旋塞控制液體的流量，同樣也可以防止氣體的泄露，這是我的第一個靈感。另一個靈感來源于實際操作中，我還發(fā)現(xiàn)在反應后可以再次利用分液漏斗做倒吸實驗，明顯的倒吸現(xiàn)象正是氮氧化物相互轉(zhuǎn)化的生動表現(xiàn)，這讓我激動不已。具體的操作看下面的步驟說明。

三、改進的實驗裝置及操作步驟

1.檢查裝置的氣密性及檢漏

在分液漏斗的上口塞緊插有銅絲的橡膠塞，打開玻璃旋塞，將下口伸入水中，用手捂住上部，若下口處出現(xiàn)氣泡，松開手，形成一段水柱，則說明該分液漏斗氣密性良好。至于檢漏，向分液漏斗加水，只要玻璃旋塞處及塞著橡皮塞的上口不漏水即可。

2.銅絲與濃硝酸接觸反應

按照圖1所示，將分液漏斗放在鐵圈中，關(guān)閉玻璃旋塞，向分液漏斗中加入硝酸，將插入銅絲的橡膠塞塞緊上口。抽動銅絲將其伸入濃硝酸中，讓銅絲接觸硝酸發(fā)生反應。銅絲與濃硝酸反比較劇烈，立即產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液呈藍綠色。銅絲與濃硝酸反應一段時間后，要將銅絲抽出，脫離酸液，反應立即停止。

3.倒吸實驗

打開玻璃旋塞，用蒸餾水接收反應后的溶液，溶液變成藍色。當漏斗中的液體幾乎全部放出時，關(guān)閉旋塞。隨即將漏斗下口伸入水中（按圖2所示），再次打開旋塞，并輕輕搖晃漏斗，你就會看到有水倒吸入漏斗中，液面不斷上升，紅棕色逐漸消失。待氣體顏色褪盡，關(guān)閉玻璃旋塞，用注射器刺穿橡膠塞，向分液漏斗內(nèi)推入空氣，氣體變?yōu)闇\紅棕色。

4.尾氣處理

將分液漏斗的旋塞關(guān)閉，待課后帶入實驗室，在通風櫥中處理尾氣。

四、改進實驗的優(yōu)點

1.分液漏斗相對封閉，很好地避免氣體的散逸，環(huán)保效果十分明顯，充分體現(xiàn)綠色化學的思想。

2.容器容積相對較大，學生看得清清楚楚。還可以將分液漏斗從鐵架臺上取下，拿到學生中去近距離觀察，學生印象十分深刻。

3.通過抽動銅絲可以很好地控制反應進程，做到隨時停止反應。

4.倒吸等實驗現(xiàn)象強化了學生對氮氧化物轉(zhuǎn)化的認識。

五、說明

1.銅與濃硝酸反應時間不宜過長，看到明顯的現(xiàn)象即可抽出銅絲。畢竟是在相對封閉的容器中進行的制氣實驗，分液漏斗的氣壓不