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文章编号：1005－6629(2008)01－0018－02中图分类号：G633.8 文献标识码：C
1问题的提出
在现行的人教版全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册16页，有一个铜与稀HNO3反应制NO的实验［实验1-7］ ，做好了这个实验，不仅能加深学生对硝酸氧化性的认识，并且还可以激发学生学习化学的兴趣。但在教学实践中，笔者认为本实验存在两点不足：
第一，试管内的空气若不事先排尽，生成的NO会被氧气氧化成红棕色的NO2，学生难以观察到无色的NO生成，进而难以从实验现象上直观地得出“铜与稀HNO3反应生成无色NO”的结论。
第二，取下装有稀HNO3试管上的胶塞后，NO2气体会逸出，造成空气污染。为了解决上述不足，许多教师设计出了这样或那样的改进装置，效果也不错。笔者经过多次研究和改进，设计了下面的实验，特点是装置很简单，效果特别好。
2实验装置的改进
2.1实验用品
铜片(长约2cm， 宽约0.8cm）、 稀HNO3（4mol/L） 、NaOH浓溶液。
医用塑料注射器（50ml ，带针头 ，用做反应容器，经实验耐硝酸腐蚀）、环形小磁铁（即小耳机里面的磁铁，直径约1.2cm，经实验耐硝酸腐蚀）、烧杯、半环形磁铁（即小喇叭里面的磁铁，直径约4cm ，从中间断开，用其一半，经实验耐硝酸腐蚀）、密封帽（制作方法见实验步骤⑶）、尼龙窗纱线（用于把铜片和环形小磁铁捆在一起，经实验耐硝酸腐蚀） 白硬纸板（做陪衬背景用）、 锥子（给铜片打孔用）。
2.2实验装置
1.环形小磁铁（放大图） 2.铜片 3.活塞
4.捆有环形小磁铁的铜片 5.针头6.稀HNO3
7.密封帽 8.热水 9.半环形磁铁10.NaOH浓溶液
2.3实验步骤与现象
⑴ 取4片铜片，分别用锥子在中间打个小孔，用尼龙窗纱线把铜片和环形小磁铁捆在一起（如图1所示，小磁铁在中间 ，两边各2片铜片）。拔出注射器活塞，把捆有环形小磁铁的铜片放入注射器内，塞上活塞并向内推至活塞与铜片接触。（如图2所示）
(2) 向一小烧杯中倒入适量稀硝酸，用注射器吸入约10ml稀硝酸，酸液要浸没铜片且液面要高出铜片约0.5cm。使注射器针头向上，用手弹几下注射器的酸液部位，使酸液中的气泡上逸，然后轻轻向内推动活塞（如图3所示），同时适当倾斜注射器，活塞推至把注射器内的空气排尽为止。（当空气排尽时，针头出口处会有连续的酸液冒出）
⑶ 迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口。（如图4所示）（注：密封帽是用来密封注射器内生成的气体，防止其外逸的。其制作方法是：取一个注射器针头，剪掉外露的金属管，然后用酒精灯灼烧剪口，使剪口处塑料熔化，把剪口塑封住即可）
⑷ 把注射器内的酸液部位浸在盛有热水的大烧杯中（水温以45℃左右为宜），浴热约2分钟（如图5所示），当看到铜片表面有较多气泡产生时，取出注射器，使注射器密封帽向上，把其固定在铁架台上（如图6所示, 铁架台及夹持装置略），把白硬纸板放在注射器后面，做陪衬背景，观察现象，约3min后便会看到：铜片表面有大量气泡产生；液面上方收集到一定体积的无色气体；溶液由无色变为蓝色；同时还会看到注射器的活塞缓慢地自动向外推出，收集到的无色气体的体积增大（观察注射器刻度便知）。
⑸ 当收集到约30mL无色气体时，把半环形磁铁紧贴注射器外壁靠近铜片的部位，铜片被吸引住，然后缓缓地沿外壁上移磁铁至注射器的外顶部并固定下来，此时铜片会被吸引着随外部磁铁沿内壁向上滑动（如图7所示），最后被外部磁铁吸在注射器的内顶部并固定下来（注意动作要慢，不能让铜片中途掉下来）。此时由于铜片与酸液脱离接触，反应停止（如图8所示）。若还想让反应发生，只需撤掉外部的半环形磁铁即可，此时铜片会失去吸引从上面掉下来，与酸液重新接触发生反应。
⑹ 拔掉密封帽，迅速向外拉动注射器活塞（如图9所示 , 不要拉到底，留一段距离吸碱液用），然后再迅速重新盖好密封帽。当向外拉动活塞时会马上观察到注射器内的无色气体立刻变为红棕色，这充分说明我们最初收集到的气体是NO且NO不溶于水。若此时轻轻振荡注射器，还会发现注射器内红棕色气体颜色变浅，这又说明了NO2能与水反应这个事实。
⑺ 向另一小烧杯中倒入适量NaOH浓溶液。迅速拔掉注射器密封帽，换上针头并塞紧，从铁架台上取下注射器，用注射器吸入一定量的NaOH浓溶液（如图10所示）（把活塞外拉至注射器最大容积处为止），然后迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口，用力剧烈振荡注射器，以充分吸收其内的有害气体（NO、NO2的混合物）。
3装置的优点
⑴ 此实验将NO的制备和性质溶为一体，既可看到无色的NO气体，也能看到NO遇空气（氧气）变为红棕色的NO2这个变化，还能验证NO2能与水反应这个事实，具有较强的直观性。这不仅有效地保障了实验教学的效果，并且明显的现象变化还可以激发学生学习化学的兴趣。
⑵ 整个实验过程几乎均在密闭条件下进行，有害气体几乎不泄露，防止空气污染效果极其显著。
⑶ 该实验利用磁铁与磁铁之间的引力，巧妙地实现了使反应随时发生，随时停止，既灵活方便，又节约了药品。该装置可反复使用。
⑷ 该实验装置简洁，原材料易得，实验原理简明，实验操作简便，实验现象明显，并富于创新，既适于教师课堂上演示，更适合于学生实验，并能激励学生对实验的大胆改进与创新。
4几点说明
⑴ 稀HNO3的最佳物质的量浓度为4mol/L。若浓度偏低，则反应太慢，需要时间较长；若浓度偏高，则反应有NO2生成，不易观察到无色的NO气体生成。这是实验成败的一个重要前提。
⑵ 吸入稀HNO3后，一定要把注射器内的空气彻底排尽，溶液中千万不能有气泡，哪怕是一个小小的气泡。这是实验成败的一个关键操作。
⑶ 水浴加热的温度不能过高（以45℃左右为宜），浴热的时间不能过长（当看到铜片表面有较多气泡产生时即可），否则HNO3会发生分解，放出NO2，不易观察到无色的NO气体的生成。
⑷ 实验时，应戴上橡胶手套，防止酸液腐蚀皮肤。
⑸ 本实验装置用来演示其他固体与液体反应制取气体的某些实验，也能获得较好的效果。
1问题的提出
在现行的人教版全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册16页，有一个铜与稀HNO3反应制NO的实验［实验1-7］ ，做好了这个实验，不仅能加深学生对硝酸氧化性的认识，并且还可以激发学生学习化学的兴趣。但在教学实践中，笔者认为本实验存在两点不足：
第一，试管内的空气若不事先排尽，生成的NO会被氧气氧化成红棕色的NO2，学生难以观察到无色的NO生成，进而难以从实验现象上直观地得出“铜与稀HNO3反应生成无色NO”的结论。
第二，取下装有稀HNO3试管上的胶塞后，NO2气体会逸出，造成空气污染。为了解决上述不足，许多教师设计出了这样或那样的改进装置，效果也不错。笔者经过多次研究和改进，设计了下面的实验，特点是装置很简单，效果特别好。
2实验装置的改进
2.1实验用品
铜片(长约2cm， 宽约0.8cm）、 稀HNO3（4mol/L） 、NaOH浓溶液。
医用塑料注射器（50ml ，带针头 ，用做反应容器，经实验耐硝酸腐蚀）、环形小磁铁（即小耳机里面的磁铁，直径约1.2cm，经实验耐硝酸腐蚀）、烧杯、半环形磁铁（即小喇叭里面的磁铁，直径约4cm ，从中间断开，用其一半，经实验耐硝酸腐蚀）、密封帽（制作方法见实验步骤⑶）、尼龙窗纱线（用于把铜片和环形小磁铁捆在一起，经实验耐硝酸腐蚀） 白硬纸板（做陪衬背景用）、 锥子（给铜片打孔用）。
2.2实验装置
1.环形小磁铁（放大图） 2.铜片 3.活塞
4.捆有环形小磁铁的铜片 5.针头6.稀HNO3
7.密封帽 8.热水 9.半环形磁铁10.NaOH浓溶液
2.3实验步骤与现象
⑴ 取4片铜片，分别用锥子在中间打个小孔，用尼龙窗纱线把铜片和环形小磁铁捆在一起（如图1所示，小磁铁在中间 ，两边各2片铜片）。拔出注射器活塞，把捆有环形小磁铁的铜片放入注射器内，塞上活塞并向内推至活塞与铜片接触。（如图2所示）
(2) 向一小烧杯中倒入适量稀硝酸，用注射器吸入约10ml稀硝酸，酸液要浸没铜片且液面要高出铜片约0.5cm。使注射器针头向上，用手弹几下注射器的酸液部位，使酸液中的气泡上逸，然后轻轻向内推动活塞（如图3所示），同时适当倾斜注射器，活塞推至把注射器内的空气排尽为止。（当空气排尽时，针头出口处会有连续的酸液冒出）
⑶ 迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口。（如图4所示）（注：密封帽是用来密封注射器内生成的气体，防止其外逸的。其制作方法是：取一个注射器针头，剪掉外露的金属管，然后用酒精灯灼烧剪口，使剪口处塑料熔化，把剪口塑封住即可）
⑷ 把注射器内的酸液部位浸在盛有热水的大烧杯中（水温以45℃左右为宜），浴热约2分钟（如图5所示），当看到铜片表面有较多气泡产生时，取出注射器，使注射器密封帽向上，把其固定在铁架台上（如图6所示, 铁架台及夹持装置略），把白硬纸板放在注射器后面，做陪衬背景，观察现象，约3min后便会看到：铜片表面有大量气泡产生；液面上方收集到一定体积的无色气体；溶液由无色变为蓝色；同时还会看到注射器的活塞缓慢地自动向外推出，收集到的无色气体的体积增大（观察注射器刻度便知）。
⑸ 当收集到约30mL无色气体时，把半环形磁铁紧贴注射器外壁靠近铜片的部位，铜片被吸引住，然后缓缓地沿外壁上移磁铁至注射器的外顶部并固定下来，此时铜片会被吸引着随外部磁铁沿内壁向上滑动（如图7所示），最后被外部磁铁吸在注射器的内顶部并固定下来（注意动作要慢，不能让铜片中途掉下来）。此时由于铜片与酸液脱离接触，反应停止（如图8所示）。若还想让反应发生，只需撤掉外部的半环形磁铁即可，此时铜片会失去吸引从上面掉下来，与酸液重新接触发生反应。
⑹ 拔掉密封帽，迅速向外拉动注射器活塞（如图9所示 , 不要拉到底，留一段距离吸碱液用），然后再迅速重新盖好密封帽。当向外拉动活塞时会马上观察到注射器内的无色气体立刻变为红棕色，这充分说明我们最初收集到的气体是NO且NO不溶于水。若此时轻轻振荡注射器，还会发现注射器内红棕色气体颜色变浅，这又说明了NO2能与水反应这个事实。
⑺ 向另一小烧杯中倒入适量NaOH浓溶液。迅速拔掉注射器密封帽，换上针头并塞紧，从铁架台上取下注射器，用注射器吸入一定量的NaOH浓溶液（如图10所示）（把活塞外拉至注射器最大容积处为止），然后迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口，用力剧烈振荡注射器，以充分吸收其内的有害气体（NO、NO2的混合物）。
3装置的优点
⑴ 此实验将NO的制备和性质溶为一体，既可看到无色的NO气体，也能看到NO遇空气（氧气）变为红棕色的NO2这个变化，还能验证NO2能与水反应这个事实，具有较强的直观性。这不仅有效地保障了实验教学的效果，并且明显的现象变化还可以激发学生学习化学的兴趣。
⑵ 整个实验过程几乎均在密闭条件下进行，有害气体几乎不泄露，防止空气污染效果极其显著。
⑶ 该实验利用磁铁与磁铁之间的引力，巧妙地实现了使反应随时发生，随时停止，既灵活方便，又节约了药品。该装置可反复使用。
⑷ 该实验装置简洁，原材料易得，实验原理简明，实验操作简便，实验现象明显，并富于创新，既适于教师课堂上演示，更适合于学生实验，并能激励学生对实验的大胆改进与创新。
4几点说明
⑴ 稀HNO3的最佳物质的量浓度为4mol/L。若浓度偏低，则反应太慢，需要时间较长；若浓度偏高，则反应有NO2生成，不易观察到无色的NO气体生成。这是实验成败的一个重要前提。
⑵ 吸入稀HNO3后，一定要把注射器内的空气彻底排尽，溶液中千万不能有气泡，哪怕是一个小小的气泡。这是实验成败的一个关键操作。
⑶ 水浴加热的温度不能过高（以45℃左右为宜），浴热的时间不能过长（当看到铜片表面有较多气泡产生时即可），否则HNO3会发生分解，放出NO2，不易观察到无色的NO气体的生成。
⑷ 实验时，应戴上橡胶手套，防止酸液腐蚀皮肤。
⑸ 本实验装置用来演示其他固体与液体反应制取气体的某些实验，也能获得较好的效果。