用一次性塑料手套改進(jìn)濃稀硝酸和銅反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

許國霞 蔡 俊

（江蘇省丹陽高級(jí)中學(xué) 江蘇 丹陽 212300）

一、設(shè)計(jì)意圖

硝酸是高中化學(xué)重要知識(shí)點(diǎn)，是高考重點(diǎn)考點(diǎn)，濃稀硝酸和銅反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)的顯著現(xiàn)象更是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的興奮點(diǎn)。分析蘇教版必修一課本P100的演示實(shí)驗(yàn)，本人認(rèn)為裝置不輕便，另外有幾點(diǎn)不足：

（1）濃硝酸與銅片的反應(yīng)劇烈現(xiàn)象明顯，紅棕色氣體能充滿試管，將氣體用排水法收集在集氣瓶中，但由于反應(yīng)快，產(chǎn)生的NO2量多，導(dǎo)致排水法收集有一定倒吸現(xiàn)象。

（2）稀硝酸與銅片的反應(yīng)相對(duì)緩慢，產(chǎn)生的氣體量少，試管內(nèi)存在較多體積的空氣，使NO易被試管中的氧氣氧化而呈紅棕色，觀察不到無色氣體，導(dǎo)致學(xué)生混淆濃、稀硝酸與銅的反應(yīng)現(xiàn)象和反應(yīng)產(chǎn)物。

（3）該方法不符合“綠色化學(xué)”理念。反應(yīng)不能及時(shí)停止，只能等到硝酸或者銅片反應(yīng)完，，造成對(duì)藥品的浪費(fèi)，且產(chǎn)生的NO2量大可能外逸污染空氣；教師重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)需打開試管，但是試管內(nèi)仍有大量有毒氣體NO、NO2，會(huì)造成環(huán)境污染，損傷師生身體健康。教師課堂上對(duì)集氣瓶中NO難用NaOH溶液處理掉，搬動(dòng)集氣瓶又不太方便，容易外逸污染空氣，如果課后教師不認(rèn)真處理，任其排放到空氣中，對(duì)環(huán)境一樣會(huì)造成污染。

我們教師在實(shí)驗(yàn)室做化學(xué)實(shí)驗(yàn)常常會(huì)戴的一次性塑料手套，是常用有五指的簡易塑料手套，價(jià)廉物美輕便實(shí)用。由于它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，強(qiáng)度和韌性尚好，氣密性尚強(qiáng)，儲(chǔ)氣、排氣也非常方便，透明可視性強(qiáng)，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，很適合有液體參加且不需要加熱的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)是天生的防污染裝置，對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件差的學(xué)校應(yīng)該很有現(xiàn)實(shí)意義，比如用一次性塑料手套改進(jìn)濃稀硝酸和銅反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)用品

一次性塑料手套，細(xì)繩，藥匙，鑷子，濃硝酸（約14mol／L）或稀硝酸（約 5mol／L），銅片，稀氫氧化鈉溶液。

三、實(shí)驗(yàn)操作

在一次性塑料手套外再套上一個(gè)簡易塑料袋，往內(nèi)層塑料袋的大拇指中裝入2小片銅，食指裝入6L濃硝酸（約 14mol／L）或稀硝酸（約 5mol／L），另三指各裝入氫氧化鈉溶液約6mL。將兩個(gè)塑料袋盡量撫摸平整，讓空氣排盡，袋口用一根細(xì)繩扎緊，確保不漏氣。將大拇指中銅片分別倒入酸中，觀察現(xiàn)象，反應(yīng)過程中可不斷振蕩氫氧化鈉溶液，并可以將硝酸移動(dòng)流出，隨時(shí)停止反應(yīng)。過程圖如下：

四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

（1）濃硝酸與銅反應(yīng)迅速產(chǎn)生紅棕色氣體，產(chǎn)生的氣體速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于稀硝酸，手套迅速膨脹，溶液深綠色，振蕩塑料袋，發(fā)現(xiàn)手套內(nèi)氣體體積不斷減少，手套逐漸變癟。

（2）稀硝酸放出的氣體只有微量紅棕色，手套膨脹得慢，溶液藍(lán)色，反應(yīng)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)手套內(nèi)氣體體積有所減少。

五、實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

（1）裝置材料輕巧，價(jià)廉物美，方便易得，操作簡單方便，一看就會(huì)，便于普及城鄉(xiāng)和各層次對(duì)象操作。

（2）通過手對(duì)塑料袋五指內(nèi)液體流動(dòng)性掌控，可控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，產(chǎn)生的有害氣體較少。

（3）本實(shí)驗(yàn)屬于微型實(shí)驗(yàn)，裝置嬌小玲瓏，既節(jié)約了試劑（防止試劑的加入量過大，產(chǎn)生的氣體過多而導(dǎo)致后續(xù)操作無法完成），一次性塑料手套是日常生活常見材料，本身就能激發(fā)學(xué)生濃厚興趣，可視性強(qiáng)，現(xiàn)象又十分明顯，充滿趣味性，更激活了學(xué)生思維，在明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下加強(qiáng)了不同濃度硝酸氧化性的對(duì)比。反應(yīng)過程中可不斷振蕩氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)NO2體積明顯減少，顏色明顯變淺，直觀了解NO2尾氣處理方法。

（4）小小塑料袋拎上拎下很方便，由于五指內(nèi)的三指裝有稀氫氧化鈉溶液，教師課堂上不需要再打開袋子特別處理。對(duì)稀硝酸產(chǎn)生的NO氣體，只需要課后將塑料袋置于倒扣于空水槽內(nèi)的燒杯中，捅破塑料袋上方，使NO與空氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，被袋內(nèi)NaOH溶液處理掉，沒有氣體的污染隱患問題。

六、幾點(diǎn)注意

（1）裝置材料事先要先檢查是否漏氣，為了防止氣體體積膨脹而撐破一次性塑料手套，在簡易塑料袋外要再套上一個(gè)簡易塑料袋，每次實(shí)驗(yàn)前要將兩個(gè)塑料袋盡量撫摸平整，讓空氣排盡，袋口用一根細(xì)繩扎緊，確保不漏氣。

（2）藥品濃硝酸選用69%的濃HNO3，稀硝酸經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，選用69%濃HNO3與蒸餾水以體積比1∶2．5混合較佳。用量均只需6mL左右，銅1－2片，藥品過多會(huì)撐破一次性塑料手套，反應(yīng)放熱多又容易燙破手套。稀硝酸實(shí)驗(yàn)前可以先溫?zé)嵋粫?huì)兒。

（3）用一次性塑料手套替代實(shí)驗(yàn)范圍廣，比如替代氣球做碳酸鈉與碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)：大拇指內(nèi)裝固體粉末用量均為0．5g，食指裝入4 mL稀鹽酸（約1mol／L），另三指各裝入石灰水、紫色石蕊試液、氫氧化鈉溶液約6mL。方法同上，現(xiàn)象顯著，操作更簡便，又能有效避免氣球的漏氣造成的失敗。