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1、一套集一套集 NO2的制备与喷泉实验为一体的绿色实验装置的制备与喷泉实验为一体的绿色实验装置朱磊福建省厦门第一中学摘要：摘要：针对教材实验设计的不足之处，设计了一套集 NO2的制备与喷泉实验为一体的绿色实验装置。该实验操作简便，现象明显。此外，通过鼓入空气的方法防止 NO2的污染，体现了绿色化学实验的特点。关键词：关键词：NO2制备实验 铜 浓硝酸“NO2的制备实验”经过很多教材对实验的改进，但由于本实验效果不明显，操作难度较大，且会造成环境污染，教材对其制备的实验设计和描述较简略。笔者通过实践发现教材上的设计（如图 1） ，虽然实验装置和操作看似简单，但有明显的不足：（1）该实验是在试管中，
2、直接通过金属铜和浓硝酸接触发生反应，无法做到实验随关随停，更不能对生成的气体进行性质探究；（2）教材中未通过 NaOH 溶液对尾气进行处理，难免有害气体的泄露造成环境污染。而且，教材中从未涉及 NO2的喷泉实验，更没有有效的把二者结合起来。因此，很多化学工作者尝试着对该实验进行了探索和创新1,2。在试管中加入浓硝酸,塞上胶塞,然后让可移动的铜丝伸入到浓硝酸中,可明显观察到有红棕色的气体 NO2产生，并用碱液进行尾气吸收。也有，用洗耳球将酸液压入和锥形瓶相连接的干燥管至浸没铜片，随即发生反应。实验完成后，打开止水夹，使液体流回锥形瓶，反应停止。笔者通过探究，利用实验室常见仪器，设计了一套实验装置
3、（如图 2） ，来探究铜与浓硝酸反应产物的收集及其性质实验的新方法，通过移动铜丝，可以做到随开随用，随关随停。整套实验装置结构简单、操作容易，现象明显，而且解决了 NO2对环境造成的污染问题。此外，还对生成的气体进行喷泉实验，能够清楚的观察到美丽的红色喷泉，从而实现一装置多用途的功能。1 1 实验用品实验用品仪器：50 mL 圆底烧瓶，烧杯，合适长短的玻璃导管，止水夹，一次性医用塑料注射器或医用玻璃注射器等。药品：铜丝，15.6 mol/L（69）浓硝酸，NaOH 溶液，酚酞溶液。2 2 实验装置实验装置改进后的实验装置如图（2）所示:图（1）课本装置 图（2）改进后装置 3 3 实验步骤及现
4、象实验步骤及现象（1）检查装置的气密性。（2）在 50 mL 圆底烧瓶 1 内加入 15 mL 浓硝酸，烧杯 1 中加入 50 mL NaOH 溶液，烧杯 2 中加入 150 mL NaOH 溶液，打开止水夹 1 和 3，关闭止水夹 2，把移动的铜丝伸入到浓硝酸中，迅速观察到有红棕色的气体 NO2产生，溶液变为绿色。当圆底烧瓶 2 收集满 NO2气体后，此时提起铜丝,反应可以停止。（3）关闭所有止水夹，用右注射器向圆底烧瓶 2 中注入 NaOH 溶液，形成美丽的红色喷泉。（4）打开止水夹 1 和 2，关闭止水夹 3，反复将针筒中的空气鼓入圆底烧瓶 1中，通过气流把多余的 NO2带入烧杯 1 中
5、的 NaOH 溶液中进行尾气处理。4 4 改进后实验具有的优点改进后实验具有的优点（1）该实验操作简便，现象明显。新设计的实验方案仅增加了注射器,取材容易，可作为课堂演示实验。（2）通过铜的移动来控制反应的进度，虽然实验中产生了 NO2有害气体，但在整个实验中没有泄露，并且在最后还可以通过向圆底烧瓶中鼓入空气把产生的 NO2排入 NaOH 溶液中，使实验做到了零污染，突出环保意识。（3）把 NO2的制备及 NO2的喷泉实验合理而又有效的连接起来，起到一装置多用途的效果。此装置还可以用于硫化亚铁与盐酸制取硫化氢并做喷泉实验。参考文献参考文献1何先丽.硝酸和铜反应的实验教学改进J.广西师范学院学报(自然科学版),2009,(7): 124.2孙士仪.硝酸和铜反应实验的改进J.化学教育,1999, (3): 29.3曾丽丽.铜与稀硝酸反应的实验改进J.中学化学教学参考,2013,(6): 55.
