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[摘要]稀硝酸与铜反应,会产生无色的一氧化氮气体,但是产生的一氧化氮气体会立刻与空气中的氧气发生反应,生成红棕色的二氧化氮气体。学生观察到的现象是产生红棕色的气体,进而得出错误的结论:铜与稀硝酸反应,产生二氧化氮气体。这样容易误导学生,因此,有必要对该实验进行改进。
[关键词]稀硝酸铜实验改进
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058(2016)290097
一、实验原理
本实验反应原理为:3Cu 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 2NO↑ 4H2O
二、实验用品
铁架台、U型管、球形漏斗2支、绿豆大的碳酸钙固体、稀硝酸、下端卷成螺旋状的铜丝、氢氧化钠浓溶液。
三、实验装置图
四、实验步骤及现象
(1)实验前:如图连接好实验仪器,并检验装置气密性,将绿豆大的碳酸钙固体加入到U管型中,在U型管的右端插上装有适量稀硝酸的球形漏斗的橡胶塞。
(2)实验开始,打开装有稀硝酸溶液的漏斗上端的瓶塞,再打开活塞,使稀硝酸全部注入U型管后关闭活塞,盖上上端的瓶塞。随着稀硝酸的加入,稀硝酸与碳酸钙迅速反应,产生二氧化碳气体,等待装置中的空气差不多被二氧化碳排尽,再迅速在U型管左端插上带有下端卷成螺旋状铜丝和装有氢氧化钠浓溶液的球形漏斗的橡胶塞,使铜丝与稀硝酸发生反应,可观察到铜丝表面有气泡产生,在U型管中的气体为无色。一段时间后,打开右端球形漏斗的活塞,使球形漏斗中的空气进入U型管中,可观察到U型管中的气体慢慢地变为红棕色。
(3)实验结束,把铜丝往上拉,使铜丝离开液面,即可停止反应;打开装有氢氧化钠浓溶液的漏斗上端的瓶塞,再打开活塞,使氢氧化钠浓溶液进入U型管中,使氢氧化钠浓溶液与稀硝酸和二氧化氮反应。
五、改进实验后的优点
(1)本实验在U型管中进行,实验装置简单。
(2)通过稀硝酸与碳酸钙的反应,可以生成二氧化碳气体,排除空气对本实验生成的无色的一氧化氮气体的影响,避免了无色的一氧化氮气体与空气接触生成红棕色的二氧化氮气体。
(3)实验中产生无色的一氧化氮气体,打开球形漏斗的活塞,漏斗中的空气与其接触后,生成了红棕色的二氧化氮气体,实验进程简单可控。
(4)可通过铜丝控制实验的发生和停止。
(5)加入氢氧化钠浓溶液,可对尾气进行处理。
六、本实验的不足
(1)实验步骤第2步,即“打开右端的球形漏斗的活塞,使球形漏斗中的空气进入U型管中,可观察到U型管中的气体慢慢地变为红棕色”,其中变成红棕色在短时间内的现象不是很明显,可将白色的纸放在U型管后,现象会更明显。
(2)本实验进行尾气处理的效果不是很好。
七、注意事项
(1)一氧化氮和二氧化氮气体有毒,本实验一定要在通风橱中进行。
(2)实验中的氢氧化钠浓溶液和稀硝酸均有腐蚀性,操作时要多注意。
(3)实验中采用的绿豆大的碳酸钙固体的大小,以及氢氧化钠浓溶液和稀硝酸溶液的浓度要先做预实验来确定。
(4)稀硝酸要适量,如果量太多,会导致在处理尾气的时候,氫氧化钠浓溶液与稀硝酸完全反应,而不能与二氧化氮发生反应。
(责任编辑罗艳)
[关键词]稀硝酸铜实验改进
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058(2016)290097
一、实验原理
本实验反应原理为:3Cu 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 2NO↑ 4H2O
二、实验用品
铁架台、U型管、球形漏斗2支、绿豆大的碳酸钙固体、稀硝酸、下端卷成螺旋状的铜丝、氢氧化钠浓溶液。
三、实验装置图
四、实验步骤及现象
(1)实验前:如图连接好实验仪器,并检验装置气密性,将绿豆大的碳酸钙固体加入到U管型中,在U型管的右端插上装有适量稀硝酸的球形漏斗的橡胶塞。
(2)实验开始,打开装有稀硝酸溶液的漏斗上端的瓶塞,再打开活塞,使稀硝酸全部注入U型管后关闭活塞,盖上上端的瓶塞。随着稀硝酸的加入,稀硝酸与碳酸钙迅速反应,产生二氧化碳气体,等待装置中的空气差不多被二氧化碳排尽,再迅速在U型管左端插上带有下端卷成螺旋状铜丝和装有氢氧化钠浓溶液的球形漏斗的橡胶塞,使铜丝与稀硝酸发生反应,可观察到铜丝表面有气泡产生,在U型管中的气体为无色。一段时间后,打开右端球形漏斗的活塞,使球形漏斗中的空气进入U型管中,可观察到U型管中的气体慢慢地变为红棕色。
(3)实验结束,把铜丝往上拉,使铜丝离开液面,即可停止反应;打开装有氢氧化钠浓溶液的漏斗上端的瓶塞,再打开活塞,使氢氧化钠浓溶液进入U型管中,使氢氧化钠浓溶液与稀硝酸和二氧化氮反应。
五、改进实验后的优点
(1)本实验在U型管中进行,实验装置简单。
(2)通过稀硝酸与碳酸钙的反应,可以生成二氧化碳气体,排除空气对本实验生成的无色的一氧化氮气体的影响,避免了无色的一氧化氮气体与空气接触生成红棕色的二氧化氮气体。
(3)实验中产生无色的一氧化氮气体,打开球形漏斗的活塞,漏斗中的空气与其接触后,生成了红棕色的二氧化氮气体,实验进程简单可控。
(4)可通过铜丝控制实验的发生和停止。
(5)加入氢氧化钠浓溶液,可对尾气进行处理。
六、本实验的不足
(1)实验步骤第2步,即“打开右端的球形漏斗的活塞,使球形漏斗中的空气进入U型管中,可观察到U型管中的气体慢慢地变为红棕色”,其中变成红棕色在短时间内的现象不是很明显,可将白色的纸放在U型管后,现象会更明显。
(2)本实验进行尾气处理的效果不是很好。
七、注意事项
(1)一氧化氮和二氧化氮气体有毒,本实验一定要在通风橱中进行。
(2)实验中的氢氧化钠浓溶液和稀硝酸均有腐蚀性,操作时要多注意。
(3)实验中采用的绿豆大的碳酸钙固体的大小,以及氢氧化钠浓溶液和稀硝酸溶液的浓度要先做预实验来确定。
(4)稀硝酸要适量,如果量太多,会导致在处理尾气的时候,氫氧化钠浓溶液与稀硝酸完全反应,而不能与二氧化氮发生反应。
(责任编辑罗艳)