NO的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新*

潘祥泰

1 問題的提出

銅與稀硝酸反應(yīng)是高中化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)之一。普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)必修1（魯科版），關(guān)于銅與稀硝酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)存在以下不足：

（1）教材中用一支試管進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，由于試管內(nèi)的空氣沒能事先排盡，生成的NO會(huì)被氧氣氧化成紅棕色的NO2，學(xué)生難以觀察到無色的NO氣體的生成。

（2）教材中對(duì)NO2溶于水缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有直觀的認(rèn)識(shí)，難以形成深刻的記憶。此外，蘸有NaOH的棉花也無法完全吸收產(chǎn)生的NO、NO2氣體，拆除反應(yīng)的裝置時(shí)不僅有大量氣體外漏，不利于環(huán)保，而且不能對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行加以有效的調(diào)控。

不少教師設(shè)計(jì)出了許多改進(jìn)方法或裝置，效果不錯(cuò)，但還存在一些不足，如裝置復(fù)雜、操作不便、藥品用量大、不利于全班學(xué)生觀察等[1～6]。為了解決這些實(shí)驗(yàn)問題，經(jīng)過師生共同研究，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。

2 實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)用品

2～3支10 mL注射器、輸液管、止水閥2個(gè)、燒杯2個(gè)。稀硝酸（4 mol/L）、銅片、蒸餾水、氫氧化鈉溶液（6 mol/L）。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及制作要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，截掉注射器B活塞上一段塑料柄，留下膠塞，翻轉(zhuǎn)膠塞，在膠塞上打孔，插入帶止水閥的輸液管導(dǎo)管，將該膠塞插在注射器B的筒口處。上面連接注射器A，完成簡易實(shí)驗(yàn)裝置。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象2.3.1 NO氣體的制備如圖1組裝好儀器，檢查裝置的氣密性后，將銅片放入注射器B中，往燒杯中加入適量預(yù)熱的稀硝酸。打開止水閥a、b，向外移動(dòng)注射器A的活塞，慢慢抽取注射器B內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著注射器B慢慢上升，直到充滿整個(gè)注射器B，停止抽氣，關(guān)閉止水閥a。銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，溶液變成藍(lán)色，由于注射器B內(nèi)氣體產(chǎn)生，壓強(qiáng)增大，注射器B中的溶液不斷注入盛有水的第2只小燒杯中，最后溶液全部排出，關(guān)閉止水閥b，反應(yīng)停止。學(xué)生可以觀察到注射器B內(nèi)的無色氣體。

用注射器A吸取5 mL蒸餾水，打開止水閥a，注入到注射器B中。關(guān)閉止水閥a，振蕩注射器B（可以把注射器A取下，就留下注射器B），發(fā)現(xiàn)紅棕色氣體消失，變?yōu)闊o色。

可以重復(fù)步驟（2）和（3），現(xiàn)象依然明顯。

2.3.4 NaOH溶液吸收有毒氣體

另取一支10 mL注射器，吸取適量的氫氧化鈉溶液，打開止水閥a，注入到注射器B中，吸收多余氣體。

2.3.5 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵

在用注射器A抽氣的過程中，速度要緩慢，否則可能會(huì)將空氣吸入注射器B或把溶液吸入注射器A中。用注射器注入NaOH溶液的速度也要緩慢，以保證NO，NO2被NaOH溶液充分吸收。

2.4 實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）該裝置尤其適合制備NO，由于注射器B內(nèi)的空氣已被排盡，可以觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是無色氣體，并儲(chǔ)備無色氣體，當(dāng)鼓入空氣時(shí)無色氣體變?yōu)榧t棕色。驗(yàn)證生成的NO遇O2（或空氣）后發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色氣體。

（2）反應(yīng)自始至終均處于密閉體系中進(jìn)行，對(duì)有毒氣體進(jìn)行全封閉處理，省事、環(huán)保又安全。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行及氣體的生成量可以進(jìn)行有效控制，并且可以重復(fù)演示。

（3）本裝置涉及多個(gè)原理與現(xiàn)象，這對(duì)提高學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的興趣，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探究能力具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

2.5 實(shí)驗(yàn)拓展

（1）此裝置可以用于粒狀或塊狀固體與液體反應(yīng)制備少量氣體（常溫），如制備H2、CO2等。

（2）此裝置也可以用于粉末狀態(tài)固體與液體反應(yīng)（常溫）制備少量氣體，如制備Cl2（KMnO4+HCl）、O2（MnO2+H2O2）、C2H2（CaC2+H2O）、SO2（Na2SO3+H2SO4）。只要用紗布包住少量粉末狀態(tài)固體，放至注射器內(nèi)。

（3）選用小號(hào)注射器，試劑耗量極少，故還可用于學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，此裝置可以作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉芬.在注射器中進(jìn)行銅和硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（7）：41～42.

[2]譚文生.銅和濃、稀稍酸反應(yīng)的綠色化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（11）：45～46.

[3]李明亮，朱方仕.銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（4）：10～11.

[4]袁鴻志.銅與稀硝酸反應(yīng)的研究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探索[J].化學(xué)教學(xué)，2006，（8）：10～12.

[5]陳蘋蘋等.銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2012，（7～8）：64～65.

[6]雷利彬.再談銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和問題探討[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2009，（5）：41～42.

1 問題的提出

銅與稀硝酸反應(yīng)是高中化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)之一。普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)必修1（魯科版），關(guān)于銅與稀硝酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)存在以下不足：

（1）教材中用一支試管進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，由于試管內(nèi)的空氣沒能事先排盡，生成的NO會(huì)被氧氣氧化成紅棕色的NO2，學(xué)生難以觀察到無色的NO氣體的生成。

（2）教材中對(duì)NO2溶于水缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有直觀的認(rèn)識(shí)，難以形成深刻的記憶。此外，蘸有NaOH的棉花也無法完全吸收產(chǎn)生的NO、NO2氣體，拆除反應(yīng)的裝置時(shí)不僅有大量氣體外漏，不利于環(huán)保，而且不能對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行加以有效的調(diào)控。

不少教師設(shè)計(jì)出了許多改進(jìn)方法或裝置，效果不錯(cuò)，但還存在一些不足，如裝置復(fù)雜、操作不便、藥品用量大、不利于全班學(xué)生觀察等[1～6]。為了解決這些實(shí)驗(yàn)問題，經(jīng)過師生共同研究，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。

2 實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)用品

2～3支10 mL注射器、輸液管、止水閥2個(gè)、燒杯2個(gè)。稀硝酸（4 mol/L）、銅片、蒸餾水、氫氧化鈉溶液（6 mol/L）。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及制作要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，截掉注射器B活塞上一段塑料柄，留下膠塞，翻轉(zhuǎn)膠塞，在膠塞上打孔，插入帶止水閥的輸液管導(dǎo)管，將該膠塞插在注射器B的筒口處。上面連接注射器A，完成簡易實(shí)驗(yàn)裝置。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象2.3.1 NO氣體的制備如圖1組裝好儀器，檢查裝置的氣密性后，將銅片放入注射器B中，往燒杯中加入適量預(yù)熱的稀硝酸。打開止水閥a、b，向外移動(dòng)注射器A的活塞，慢慢抽取注射器B內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著注射器B慢慢上升，直到充滿整個(gè)注射器B，停止抽氣，關(guān)閉止水閥a。銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，溶液變成藍(lán)色，由于注射器B內(nèi)氣體產(chǎn)生，壓強(qiáng)增大，注射器B中的溶液不斷注入盛有水的第2只小燒杯中，最后溶液全部排出，關(guān)閉止水閥b，反應(yīng)停止。學(xué)生可以觀察到注射器B內(nèi)的無色氣體。

用注射器A吸取5 mL蒸餾水，打開止水閥a，注入到注射器B中。關(guān)閉止水閥a，振蕩注射器B（可以把注射器A取下，就留下注射器B），發(fā)現(xiàn)紅棕色氣體消失，變?yōu)闊o色。

可以重復(fù)步驟（2）和（3），現(xiàn)象依然明顯。

2.3.4 NaOH溶液吸收有毒氣體

另取一支10 mL注射器，吸取適量的氫氧化鈉溶液，打開止水閥a，注入到注射器B中，吸收多余氣體。

2.3.5 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵

在用注射器A抽氣的過程中，速度要緩慢，否則可能會(huì)將空氣吸入注射器B或把溶液吸入注射器A中。用注射器注入NaOH溶液的速度也要緩慢，以保證NO，NO2被NaOH溶液充分吸收。

2.4 實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）該裝置尤其適合制備NO，由于注射器B內(nèi)的空氣已被排盡，可以觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是無色氣體，并儲(chǔ)備無色氣體，當(dāng)鼓入空氣時(shí)無色氣體變?yōu)榧t棕色。驗(yàn)證生成的NO遇O2（或空氣）后發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色氣體。

（2）反應(yīng)自始至終均處于密閉體系中進(jìn)行，對(duì)有毒氣體進(jìn)行全封閉處理，省事、環(huán)保又安全。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行及氣體的生成量可以進(jìn)行有效控制，并且可以重復(fù)演示。

（3）本裝置涉及多個(gè)原理與現(xiàn)象，這對(duì)提高學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的興趣，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探究能力具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

2.5 實(shí)驗(yàn)拓展

（1）此裝置可以用于粒狀或塊狀固體與液體反應(yīng)制備少量氣體（常溫），如制備H2、CO2等。

（2）此裝置也可以用于粉末狀態(tài)固體與液體反應(yīng)（常溫）制備少量氣體，如制備Cl2（KMnO4+HCl）、O2（MnO2+H2O2）、C2H2（CaC2+H2O）、SO2（Na2SO3+H2SO4）。只要用紗布包住少量粉末狀態(tài)固體，放至注射器內(nèi)。

（3）選用小號(hào)注射器，試劑耗量極少，故還可用于學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，此裝置可以作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉芬.在注射器中進(jìn)行銅和硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（7）：41～42.

[2]譚文生.銅和濃、稀稍酸反應(yīng)的綠色化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（11）：45～46.

[3]李明亮，朱方仕.銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（4）：10～11.

[4]袁鴻志.銅與稀硝酸反應(yīng)的研究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探索[J].化學(xué)教學(xué)，2006，（8）：10～12.

[5]陳蘋蘋等.銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2012，（7～8）：64～65.

[6]雷利彬.再談銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和問題探討[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2009，（5）：41～42.

1 問題的提出

銅與稀硝酸反應(yīng)是高中化學(xué)的重要演示實(shí)驗(yàn)之一。普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)必修1（魯科版），關(guān)于銅與稀硝酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)存在以下不足：

（1）教材中用一支試管進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，由于試管內(nèi)的空氣沒能事先排盡，生成的NO會(huì)被氧氣氧化成紅棕色的NO2，學(xué)生難以觀察到無色的NO氣體的生成。

（2）教材中對(duì)NO2溶于水缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有直觀的認(rèn)識(shí)，難以形成深刻的記憶。此外，蘸有NaOH的棉花也無法完全吸收產(chǎn)生的NO、NO2氣體，拆除反應(yīng)的裝置時(shí)不僅有大量氣體外漏，不利于環(huán)保，而且不能對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行加以有效的調(diào)控。

不少教師設(shè)計(jì)出了許多改進(jìn)方法或裝置，效果不錯(cuò)，但還存在一些不足，如裝置復(fù)雜、操作不便、藥品用量大、不利于全班學(xué)生觀察等[1～6]。為了解決這些實(shí)驗(yàn)問題，經(jīng)過師生共同研究，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置。

2 實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)用品

2～3支10 mL注射器、輸液管、止水閥2個(gè)、燒杯2個(gè)。稀硝酸（4 mol/L）、銅片、蒸餾水、氫氧化鈉溶液（6 mol/L）。

2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及制作要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)裝置見圖1，截掉注射器B活塞上一段塑料柄，留下膠塞，翻轉(zhuǎn)膠塞，在膠塞上打孔，插入帶止水閥的輸液管導(dǎo)管，將該膠塞插在注射器B的筒口處。上面連接注射器A，完成簡易實(shí)驗(yàn)裝置。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象2.3.1 NO氣體的制備如圖1組裝好儀器，檢查裝置的氣密性后，將銅片放入注射器B中，往燒杯中加入適量預(yù)熱的稀硝酸。打開止水閥a、b，向外移動(dòng)注射器A的活塞，慢慢抽取注射器B內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著注射器B慢慢上升，直到充滿整個(gè)注射器B，停止抽氣，關(guān)閉止水閥a。銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，溶液變成藍(lán)色，由于注射器B內(nèi)氣體產(chǎn)生，壓強(qiáng)增大，注射器B中的溶液不斷注入盛有水的第2只小燒杯中，最后溶液全部排出，關(guān)閉止水閥b，反應(yīng)停止。學(xué)生可以觀察到注射器B內(nèi)的無色氣體。

用注射器A吸取5 mL蒸餾水，打開止水閥a，注入到注射器B中。關(guān)閉止水閥a，振蕩注射器B（可以把注射器A取下，就留下注射器B），發(fā)現(xiàn)紅棕色氣體消失，變?yōu)闊o色。

可以重復(fù)步驟（2）和（3），現(xiàn)象依然明顯。

2.3.4 NaOH溶液吸收有毒氣體

另取一支10 mL注射器，吸取適量的氫氧化鈉溶液，打開止水閥a，注入到注射器B中，吸收多余氣體。

2.3.5 實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵

在用注射器A抽氣的過程中，速度要緩慢，否則可能會(huì)將空氣吸入注射器B或把溶液吸入注射器A中。用注射器注入NaOH溶液的速度也要緩慢，以保證NO，NO2被NaOH溶液充分吸收。

2.4 實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）該裝置尤其適合制備NO，由于注射器B內(nèi)的空氣已被排盡，可以觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是無色氣體，并儲(chǔ)備無色氣體，當(dāng)鼓入空氣時(shí)無色氣體變?yōu)榧t棕色。驗(yàn)證生成的NO遇O2（或空氣）后發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色氣體。

（2）反應(yīng)自始至終均處于密閉體系中進(jìn)行，對(duì)有毒氣體進(jìn)行全封閉處理，省事、環(huán)保又安全。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行及氣體的生成量可以進(jìn)行有效控制，并且可以重復(fù)演示。

（3）本裝置涉及多個(gè)原理與現(xiàn)象，這對(duì)提高學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的興趣，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探究能力具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

2.5 實(shí)驗(yàn)拓展

（1）此裝置可以用于粒狀或塊狀固體與液體反應(yīng)制備少量氣體（常溫），如制備H2、CO2等。

（2）此裝置也可以用于粉末狀態(tài)固體與液體反應(yīng)（常溫）制備少量氣體，如制備Cl2（KMnO4+HCl）、O2（MnO2+H2O2）、C2H2（CaC2+H2O）、SO2（Na2SO3+H2SO4）。只要用紗布包住少量粉末狀態(tài)固體，放至注射器內(nèi)。

（3）選用小號(hào)注射器，試劑耗量極少，故還可用于學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，此裝置可以作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉芬.在注射器中進(jìn)行銅和硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（7）：41～42.

[2]譚文生.銅和濃、稀稍酸反應(yīng)的綠色化設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué)，2012，（11）：45～46.

[3]李明亮，朱方仕.銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2009，（4）：10～11.

[4]袁鴻志.銅與稀硝酸反應(yīng)的研究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探索[J].化學(xué)教學(xué)，2006，（8）：10～12.

[5]陳蘋蘋等.銅與稀硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2012，（7～8）：64～65.

[6]雷利彬.再談銅與硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和問題探討[J].中小學(xué)教學(xué)研究，2009，（5）：41～42.