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拜读了刊物《实验教学与仪器》中2006年第1期戴明老师的《浓硫酸与铜反应的实验改进》和2009年第11期姚斌老师的《铜和浓硫酸反应演示实验的改进》后,笔者在感叹其设计新颖的同时,又感觉其中略有瑕疵。如戴明老师的实验中,装置内残留的二氧化硫气体无法全部排出而最终导致污染;铜丝质软,如果在橡胶塞上直接插入不方便,并且上下抽动铜丝时会使橡胶塞与铜丝的接触处漏气。在姚斌老师的实验中,如果铜丝在加热前就插入浓硫酸中,在反应过程中产生等量的二氧化硫气体消耗的铜和浓硫酸多(与铜和沸腾的浓硫酸反应相比);要使品红溶液出现明显的褪色,必须产生较多的二氧化硫气体,而这也必然产生较多的污染。为解决上述问题,笔者设计了如下实验。
一、实验仪器与药品
铁架台(带铁夹)、双孔橡胶塞、具支试管、胶头滴管、硬质玻璃管、烧杯、长直导管、导气管、吸耳球、酒精灯、单孔橡胶塞。
浓硫酸、铜丝(下端呈螺旋状)、氢氧化钠溶液、蒸馏水、品红试纸、蓝色石蕊试纸、火柴。
二、实验装置图
三、实验操作步骤
1.取一段铜丝,下端绕成螺旋状,将其上端从一胶头滴管尖嘴的末端穿过,直至穿透胶帽,将外露在胶帽处的铜丝上端打结,固定在胶帽上。然后在该胶帽外再套一完好的胶帽。
2.按上图所示连接好装置,检验装置气密性(用吸耳球向长直导管中吹入空气,根据烧杯中氢氧化钠溶液中是否有气泡判断)。
3.向大试管中加入约5mL浓硫酸,加热(在加热前,铜丝先不要伸入浓硫酸内)。待浓硫酸被加热到沸腾时,用手指按压胶头滴管双胶帽处的铜丝,铜丝一与浓硫酸接触,反应立即发生。
4.当硬质玻璃管中湿润的蓝色石蕊试纸变为红色,湿润的品红试纸褪为无色时,松开手指,铜丝自动弹回,脱离反应液,反应停止。然后移开酒精灯。
5.用酒精灯加热放有褪色品红试纸的硬质玻璃管底部,可观察到试纸又恢复到了原来的颜色。
6.用吸耳球从长直导管向装置内吹入空气,将残留在装置内的二氧化硫气体全部排出。
7.试管冷却后,弃去上层液体,向其中滴加适量蒸馏水,可观察到美丽的蓝色溶液,现象非常明显。
四、实验改进后的优点
1.让铜丝穿过胶头滴管,会使铜丝在上下抽动时容易操作,且采用双胶帽,保证了装置气密性良好。
2.改进后的实验,操作方便、气密性好,避免了操作中因倒吸现象引起的危险;
3.反应可以随时控制,节约了药品;反应见效快,节约了实验时间;
4.产生的二氧化硫气体被完全吸收,实现了绿色化学的零排放。
改进后的实验,既将两位老师的优秀做法有机结合起来,又弥补了他们各自实验中的缺陷。
(责任编辑 罗 艳)
一、实验仪器与药品
铁架台(带铁夹)、双孔橡胶塞、具支试管、胶头滴管、硬质玻璃管、烧杯、长直导管、导气管、吸耳球、酒精灯、单孔橡胶塞。
浓硫酸、铜丝(下端呈螺旋状)、氢氧化钠溶液、蒸馏水、品红试纸、蓝色石蕊试纸、火柴。
二、实验装置图
三、实验操作步骤
1.取一段铜丝,下端绕成螺旋状,将其上端从一胶头滴管尖嘴的末端穿过,直至穿透胶帽,将外露在胶帽处的铜丝上端打结,固定在胶帽上。然后在该胶帽外再套一完好的胶帽。
2.按上图所示连接好装置,检验装置气密性(用吸耳球向长直导管中吹入空气,根据烧杯中氢氧化钠溶液中是否有气泡判断)。
3.向大试管中加入约5mL浓硫酸,加热(在加热前,铜丝先不要伸入浓硫酸内)。待浓硫酸被加热到沸腾时,用手指按压胶头滴管双胶帽处的铜丝,铜丝一与浓硫酸接触,反应立即发生。
4.当硬质玻璃管中湿润的蓝色石蕊试纸变为红色,湿润的品红试纸褪为无色时,松开手指,铜丝自动弹回,脱离反应液,反应停止。然后移开酒精灯。
5.用酒精灯加热放有褪色品红试纸的硬质玻璃管底部,可观察到试纸又恢复到了原来的颜色。
6.用吸耳球从长直导管向装置内吹入空气,将残留在装置内的二氧化硫气体全部排出。
7.试管冷却后,弃去上层液体,向其中滴加适量蒸馏水,可观察到美丽的蓝色溶液,现象非常明显。
四、实验改进后的优点
1.让铜丝穿过胶头滴管,会使铜丝在上下抽动时容易操作,且采用双胶帽,保证了装置气密性良好。
2.改进后的实验,操作方便、气密性好,避免了操作中因倒吸现象引起的危险;
3.反应可以随时控制,节约了药品;反应见效快,节约了实验时间;
4.产生的二氧化硫气体被完全吸收,实现了绿色化学的零排放。
改进后的实验,既将两位老师的优秀做法有机结合起来,又弥补了他们各自实验中的缺陷。
(责任编辑 罗 艳)