浙江省臺州市路橋中學(xué)(318050)

王宇浩

借助有機(jī)溶劑的銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計

浙江省臺州市路橋中學(xué)(318050)

王宇浩

1 實(shí)驗(yàn)儀器

具支試管、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、試管。

2 實(shí)驗(yàn)藥品

螺旋狀銅絲、濃硝酸(15 mol/L)、稀硝酸(6 mol/L)、苯、40%NaOH溶液。

3 演示實(shí)驗(yàn)

3.1 演示銅與濃硝酸反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)步驟：在如圖1所示的具支試管中加入2 mL濃硝酸和2 mL苯，塞上插有螺旋狀銅絲的橡皮塞，并使銅絲與濃硝酸充分接觸。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅絲與濃硝酸劇烈反應(yīng)，溶液變?yōu)樗{(lán)色，產(chǎn)生大量氣泡往上冒，無色的苯很快變?yōu)榧t棕色。當(dāng)液面上方的空氣開始變紅時，立即將銅絲往上拉，使之脫離濃硝酸，右側(cè)試管中的NaOH溶液被倒吸入具支試管中。

優(yōu)點(diǎn)：銅與濃硝酸反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生的NO2氣體很容易外逸到大氣中造成污染。本實(shí)驗(yàn)先用苯吸收NO2氣體，減少了NO2氣體的外逸，又不影響實(shí)驗(yàn)效果。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

3.2 演示銅與稀硝酸反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)步驟：在如圖1所示的具支試管中加入2 mL稀硝酸和2 mL苯，塞上插有螺旋狀銅絲的橡皮塞，使銅絲與稀硝酸充分接觸。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅絲與稀硝酸緩慢反應(yīng)，溶液變?yōu)樗{(lán)色，產(chǎn)生氣泡往上冒，苯一直為無色，慢慢地液面上方的空氣開始變紅，此時將銅絲往上拉，使之脫離稀硝酸，右側(cè)試管中的NaOH溶液被倒吸入具支試管中。

優(yōu)點(diǎn)：銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NO接觸空氣很容易變?yōu)榧t棕色，本實(shí)驗(yàn)讓產(chǎn)生的氣體先經(jīng)過苯，從苯一直保持無色證明無NO2生成，而生成的氣體接觸氧氣變紅棕色證明產(chǎn)生的氣體為NO。

4 創(chuàng)新設(shè)計的意義

前人在銅與硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計已經(jīng)作了大量的研究。銅與濃硝酸反應(yīng)現(xiàn)象明顯，對于產(chǎn)生的氣體的處理基本上是通入氫氧化鈉溶液進(jìn)行吸收。但當(dāng)產(chǎn)生的氣體較多時，往往來不及充分吸收而導(dǎo)致氣體外逸。本實(shí)驗(yàn)采用有機(jī)溶劑先溶解部分的NO2和NO,當(dāng)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，拉出銅絲，讓NaOH溶液倒吸入反應(yīng)裝置中實(shí)現(xiàn)對尾氣的吸收處理。對銅與對稀硝酸的反應(yīng)不需要趕走裝置中的空氣即可實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)物的觀察和檢驗(yàn)，操作簡單，現(xiàn)象明顯。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

2017-07-30