沈國強(qiáng)

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原因

銅與稀硝酸反應(yīng)，會產(chǎn)生有毒的NO氣體，實(shí)驗(yàn)要求盡可能在封閉式容器中進(jìn)行，以防止環(huán)境污染，危害學(xué)生的身體健康。其次，NO是一種無色氣體，在空氣中能被迅速氧化成紅棕色的NO₂氣體，所以，為了讓學(xué)生能夠清楚地觀察到NO₂氣體的顏色，實(shí)驗(yàn)過程中，要避免NO和空氣接觸。在人教版的老教材和在蘇教版的新教材中，銅與稀硝酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)都沒有運(yùn)用合適的實(shí)驗(yàn)裝置，都沒有達(dá)到環(huán)保與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的要求。雖然很多化學(xué)教育工作者都對此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究與探索，但是效果并不理想。

二、封閉式實(shí)驗(yàn)裝置的制作

1、尋找一個容量較小的白色透明的塑料瓶。這類塑料瓶種類很多，如礦泉水瓶、營養(yǎng)快線瓶、冰紅茶瓶、冰綠茶瓶等等。據(jù)筆者觀察，塑料瓶中容量較大的有400mL、500mL、600mL，容量較小的有100mL、200mL。為了節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品的用量以及實(shí)驗(yàn)操作的方便，塑料瓶的容量越小越好。

2、制作帶有銅絲圈的橡膠塞。根據(jù)塑料瓶口徑的大小找到一個大小正好相配的橡膠塞，將銅絲繞成螺旋狀，一端插入橡膠塞小口徑一側(cè)的中部。如圖1所示。

3、將塑料瓶和帶有銅絲的橡膠塞組合起來，即得封閉式實(shí)驗(yàn)裝置。

三、實(shí)驗(yàn)操作過程及現(xiàn)象

1、在空塑料瓶中加入約1／2體積的稀硝酸。

2、用手握住瓶身，慢慢擠壓瓶壁，使稀硝酸液面緩緩上升至瓶口，讓液面與瓶口最高點(diǎn)留有少許空間。

3、用制作的帶有銅絲的橡膠塞迅速塞緊瓶口，銅絲與稀硝酸即可在封閉式裝置內(nèi)反應(yīng)。此時可以看到無色溶液逐漸變成綠色。溶液中有氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生無色氣體，擠癟的塑料瓶慢慢鼓起，稀硝酸液面也隨著下降，最終使稀硝酸與銅絲分離，反應(yīng)也隨之停止進(jìn)行。

4、將塑料瓶倒置，這樣銅絲便可與硝酸繼續(xù)反應(yīng)，溶液顏色繼續(xù)加深，仍然產(chǎn)生氣泡和無色氣體。塑料瓶體積不斷增大。實(shí)驗(yàn)操作過程如圖2所示。

5、將塑料瓶再次倒置，瓶口向上，微微松開橡膠塞，讓極少量的NO溢出，馬上塞緊橡膠塞?？梢钥吹接屑t棕色氣體產(chǎn)生。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

1、本實(shí)驗(yàn)裝置具有簡單，易制作，實(shí)驗(yàn)步驟簡便等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中以生活中常被廢棄的塑料瓶作為主要的實(shí)驗(yàn)裝置，是一種變廢為寶的重要舉措，也為實(shí)驗(yàn)條件較差的學(xué)校普遍開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了參考。

2、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。利用塑料瓶的伸縮性，可將裝置的空氣完全排盡，巧妙避免了NO被氧氣氧化，從而能夠清楚地看到NO的“廬山真面目”——無色氣體。

3、實(shí)驗(yàn)注重衛(wèi)生環(huán)保。實(shí)驗(yàn)裝置是封閉式的，在銅絲與稀硝酸反應(yīng)中，NO無法外溢，最后對NO轉(zhuǎn)化成N02的實(shí)驗(yàn)中，也只有極少量的NO溢出，這樣學(xué)生就可免遭毒氣的傷害，所以本實(shí)驗(yàn)在課堂上演示，教學(xué)效果特別好。

4、本實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以反復(fù)使用，而且有廣泛的應(yīng)用。如鈉與水的反應(yīng)、銅與濃硝酸的反應(yīng)、氨溶于水的反應(yīng)等等。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項

1、用手?jǐn)D壓塑料瓶使稀硝酸液面上升過程中，擠壓速度一定要慢。否則液體會從瓶口溢出，出現(xiàn)事故。如果操作不熟練，可以通過先將塑料瓶中加水，來練習(xí)本操作。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稀硝酸不可久置于塑料瓶中。否則稀硝酸會對塑料瓶產(chǎn)生一定的腐蝕作用，影響實(shí)驗(yàn)裝置的利用率。

責(zé)任編輯：付一靜