銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1005－6629(2008)10－0009－02中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

銅與稀硝酸反應(yīng)，由于產(chǎn)生的無色一氧化氮很容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色二氧化氮，從而無法判斷出銅與稀硝酸到底是生成一氧化氮還是二氧化氮，為此，筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)作了以下設(shè)計(jì)：

方案一

1 儀器及藥品

U形管、長(zhǎng)頸漏斗、圓底燒瓶、玻璃管、橡皮塞（單孔2個(gè)雙孔一個(gè)）、止水夾、橡皮管、活塞(直形)、銅絲(繞成螺旋狀)、稀硝酸、氫氧化鈉溶液。

2改進(jìn)裝置(如圖-1)

3 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

按圖-1組裝好儀器，先從長(zhǎng)頸漏斗往U形管中裝入稀硝酸至與橡皮塞下端齊平(銅絲浸沒在稀硝酸中)，并關(guān)閉活塞，用酒精燈微熱U形管(靠銅絲一端) ，待U形管中產(chǎn)生均勻氣泡后即移開酒精燈，片刻后U形管中的液體因氣體產(chǎn)生而被壓向另一端，長(zhǎng)頸漏斗中的液面上升，最終使U形管中的液體與銅絲相分離，U形管中的無色氣體即為一氧化氮，此時(shí)打開活塞使氣體進(jìn)入圓底燒瓶中，可看到圓底燒瓶中充滿了紅棕色的二氧化氮?dú)怏w， U形管中因氣體進(jìn)入圓底燒瓶中壓力減小液體又回到原來的位置，此時(shí)若關(guān)閉活塞則U形管中的液體又會(huì)被壓向另一端，如此連續(xù)幾次，待燒瓶中的氧氣消耗得差不多時(shí)，打開止水夾，然后手捂住燒瓶，片刻后放開，則圓底燒瓶中可形成噴泉。

4 評(píng)價(jià)

該裝置使反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，用長(zhǎng)頸漏斗既方便加入稀硝酸，又提高了U形管兩端的壓力差，同時(shí)避免了有毒氣體的逸出，很好地證實(shí)了銅與稀硝酸的反應(yīng)，從圓底燒瓶中氣體顏色的變化可清晰地觀察到一氧化氮轉(zhuǎn)化成二氧化氮的過程，二氧化氮的噴泉實(shí)驗(yàn)表明二氧化氮的酸性氣體性質(zhì)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性和探究性。

方案二

1儀器及藥品

Y形試管、球形干燥管、玻璃管、橡皮塞（有雙孔）、膠頭滴管、橡皮管、分液漏斗、銅片、碳酸鈣、稀硝酸、氫氧化鈉溶液。

2改進(jìn)裝置(如圖-2)

3實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象

按圖2組裝好儀器，并檢查裝置的氣密性，氣密性檢查合格后，按圖所示裝入藥品，連接好裝置，，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)將Y形試管向盛碳酸鈣的支管微微傾斜，打開分液漏斗，拔下膠頭滴管上的膠頭，緩緩滴入適量稀硝酸，使產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w將Y形試管中的空氣排盡，套上膠頭滴管上的膠頭，然后將Y形試管向盛銅片的支管微微傾斜，再打開分液漏斗，使稀硝酸與銅片接觸，若無氣體產(chǎn)生，可用酒精燈微熱使至有氣體產(chǎn)生，然后停止加熱，此時(shí)稀硝酸與銅片反應(yīng)產(chǎn)生的無色氣體即為一氧化氮，片刻后再拔下膠頭滴管上的膠頭(或用注射器注入空氣)，使空氣進(jìn)入球形干燥管中，就可看到球形干燥管中的氣體變?yōu)榧t棕色，球形干燥管中的液面上升。

4 評(píng)價(jià)

該裝置使反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，同樣避免了有毒氣體的逸出，很好地證實(shí)了銅與稀硝酸的反應(yīng)，利用球形干燥管中氣體顏色的變化來證實(shí)一氧化氮轉(zhuǎn)化成二氧化氮的過程，前后產(chǎn)生的二氧化碳、二氧化氮都被氫氧化鈉溶液吸收。

由以上兩個(gè)方案我們還可以設(shè)計(jì)出如下圖所示的二種發(fā)生裝置：

圖3裝置的原理與方案一相同，圖4裝置的原理與方案二相同。