铜于硝酸反应生成一氧化氮气体实验——改进实验

铜于硝酸反应生成一氧化氮气体实验——改进实验 铜于硝酸反应生成一氧化氮气体实验——改进实验 20062401065梁金华 200624501037成员:林源坚 一(实验目的: 1.众所周知，一氧化氮在空气中极易与氧气化合生成红棕色的二氧化氮气体。传统的演示实验是在试管中进行，生成的气体在液面上就会变色;即使用排水法收集，得到的气体无色，也缺乏说服力。因此对本实验进行改进。 2.传统方法对于不对有毒气体二氧化氮和一氧化氮进行吸收，不利于学生的环保意识的培养，并且会让学生产生一个误解:实验生成的一点点的有害气体(或者有毒气体)进入大气中，影响不大，无所谓。这对于学生，尤其是未来从事化学学习与研究工作的学生，会形成一个错误的潜意识。因此通过改进实验对学生的环保意识进行深刻教育。 3.改进实验是用实验室常用的仪器与药品，通过实验，可以引发学生对化学实验的兴趣，启发学生多动脑筋，改进创新，并且通过实验过程更深层次的了解实验的原理。 二(实验原理: 6mol/L稀硝酸(一般认为浓度低于)常温下与铜反应生成一氧化氮，速度比较慢，但是生成的一氧化氮与空气中的氧气生成二氧化氮却很快，因此在空气中反应往往只能看到红棕色的二氧化氮，无法让学生亲眼目睹一氧化氮。 改进实验是通过一个简单的方法既可使实验生成的一氧化氮不与空气接触， NO又可以控制其与空气接触反应，使学生既可观察到铜与稀硝酸反应产物的 NO真面目又可观察到一氧化氮与氧气反应的现象还可知道难溶于水的性质。并 。且最后用氢氧化钠吸收生成的有害气体(氮氧化物)，减少污染相关反应方程式: 3Cu+8HNO()=3Cu(NO)+2NO?+4HO3稀322 2NO+ONO= 22 2 2NaOH+2NO=NaNO+NaNO+HO2232 4NO+3O+4NaOH=4NaNO+2HO(NONaOH) 不直接和反应232 NO+NO+2NaOH=2NaNO+HO222 三(实验仪器用品及装置图: U仪器:分液漏斗、铁架台(两个)、形管，普通漏斗，酒精灯 :药品浓硝酸、细铜丝、铜片，氢氧化钠溶液、棉花 图二:实际实验装置图 注:图一装置图仅供参考不是实际用到的装置图，图二是实际使用的仪器装置 U图(可能看不清)，它是两端高度相同的型管，右端为带橡皮塞的普通漏斗。四(注意事项 1.6mol/LNO所用的硝酸不能超过，否则可能生成物中会有2 2.本实验用到的稀硝酸需要通过稀释浓硝酸获得，浓硝酸具有强氧化性，常温 NO浓硝酸会分解出，所以浓硝酸的取用须在通风橱中进行，并注意尽量不要2 让浓硝酸接触到皮肤，若沾到，马上用水冲洗。 3.实验完成后废液需要倒到废液桶，铜片要洗净并回收。 五(实验步骤 步骤现象及 1.按图二连接好仪如图二。 器，U型管左边为 带橡皮塞的分液漏 斗右边为带橡皮塞 的普通漏斗。 2.检查装置气密性:过大约半分钟，水柱没有下降，这说明装置气密性较好。 把分液漏斗的活塞 与旋塞关闭，从普 通漏斗一端注入水， 至漏斗处形成一段 水柱，观察水柱有 没下降。 3.将活塞与旋塞打加入稀硝酸是需要用玻璃棒引流。开，从右边的普通 漏斗处加入稀硝酸。U我们事先预想稀硝酸充满型管的左端，但稀硝酸液面上稀硝酸液面上升到 离U型管左边管口U1.5cmU升到离型管左边管口约时型管的液面不再上升约1.5cm时U型管 而直接从管子直接进入分液漏斗。的液面不再上升而 原因是:分液漏斗插入橡皮塞的玻璃管太长(约直接从管子直接进 入分液漏斗。停止加1cm)，在硝酸在到达管子最下端后，在大气压作用下，硝酸，抽出铜丝， 防止反应的继续进U型管左侧会出现了一段空气柱。 行。 4.倒出稀硝酸，将 分液漏斗末端玻璃 管控制到刚好没有 超出橡胶塞。 5. 重新连接好装置，铜丝表面冒出少量的气泡，加热后气泡的产生速度有所提从U形管右端的普高，但依旧太慢，达不到想要的速度。这与铜丝与稀硝酸 的接触面积太小有关，可换用接触面积比较大的铜片来加通漏斗处加入稀硝 快反应速度。酸，至硝酸充满整 个U形管右端后， 关闭分液漏斗下口 活塞和上口活塞。观 察铜与稀硝酸的反 应。 6.停止反应，取出铜片表面有有大量气泡冒出，并且随着反应的进行，气泡 生成速度加快。这可能是因为所用的铜片未经清洗表面有U形管左端的橡皮 氧化膜油污等，随着反应进行氧化膜和油污渐脱落，使铜塞，将铜片挂在铜 片与稀硝酸的接触面积变大。丝上，然后按“步 骤5”进行操作。U随着气泡的产生，铜丝一端型管内液体逐渐变蓝而 且气泡从分液漏斗末端管口向上升。分液漏斗末端管口液 U面不断下降，形管左端液面不断下降，最后当液面降到 与铜片最下端分离后，反应自动停止。 U此时，分液漏斗旋塞下端玻璃管和型管左端处就形成了 一段“无色”的气柱，这就是一氧化氮。 相关反应方程式: 3Cu+8HNO()=3Cu(NO)+2NO?+4HO3稀32(蓝色)28.放置1min，观察液面没有上升，这说明NO既不溶于水也不与水反应。现象。 然后打开分液漏斗分液漏斗球形处迅速出现浅红棕色，很快颜色加深;过一旋塞，观察现象。会儿下端的液体再次上升与铜片接触，反应继续。生成的关上旋塞，观察气体起初为几乎无色但很快变为红棕色液面。上升的原因 是气体体积减少，气压降低。相关的反应方程式: 2NO+O=2NO22 关上活塞，液面慢慢下降直至液面降到与铜片最下端 分离后，反应自动停止。 仔细观察可以发现，随时间推移，分液漏斗中红棕色又开 NOO的反应为发热反应生成的始变浅了这是因为与2 NONO的温度相对较高，过一段时间温度降低时部分22 ON转化为无色的从而使颜色变浅。24。 2NOO=N(棕红色)(无色)224 9.用针筒把长颈漏用针筒把长颈漏洞一端的硝酸尽量抽出的是为了打开活塞洞一端的硝酸尽量后稀硝酸溶液不会与铜片接触。 抽出。然后用一块浸 泡过氢氧化钠溶液现象:红棕色慢慢变浅到最后完全变成无色，说明氢氧化的棉花放在分液漏钠吸收了里面的二氧化氮等有毒气体。 2NaOH+2NO=NaNO+NaNO+HO斗上口活塞处，并2232 4NO+3O+4NaOH=4NaNO+2HO 打开活塞232 NO+NO+2NaOH=2NaNO+HO222 10.拆装置，从U型稀硝酸应该倒到废液桶。 管中倒出反应后稀 硝酸。取出铜片洗净 回收。 六(讨论与 1.U本实验中虽然遇到一些挫折如:加入稀硝酸，它的液面上升到离型管左边 1.5cmU管口约时型管的液面不再上升而直接从管子直接进入分液漏斗。铜丝与稀硝酸的反应速率太慢等。但这些我们都采取有效措施一一解决(“实验步骤”中有详细叙述)。总的来说这次实验我们达到预期的效果。这次实验并不难，但亲身进行实验才可知道实验过程中存在许多不确定的因素会遇到各种各样的问题，只有很好地利用现有的实验条件解决这些问题才能更好地完成实验。通过解决实验中的遇到的问题，我们的实验技能得到一定程度的提高。作为未来的教师进行实验教学时会遇到学生的提问和要帮助学生解决实验中遇到各种各样的问题。无疑本次实验对我们师范生今后的实验教学有很大的好处。 2本实验有感: UU?本实验要要用到型管和橡皮塞，应该事先选择好型管与适当大小的橡皮塞。 ?将铜丝插入橡皮塞时可用水润湿铜丝以方便插入，注意不要弄伤手?需事先查明浓度低于多少的是稀硝酸，为了使反应速率较大，最好使用浓度较大的稀硝酸。 ?橡皮塞需塞紧否则有可能导致漏液漏气。 ?本实验用到两个铁架台，以更好地固定装置使装置平衡。 ?实际加入铜片前应该先清洗干净，因为铜片表面杂质可能对实验造成影响，但在本次实验中所用的铜片表面杂质没有对实验造成不利影响。 DocInC2C豆丁网()是全球优秀的文档销售与分享社区。 .pdf, .doc, ., .txt 　　豆丁允许用户上传包括 在内的数十种的文档文件，并以Flash Player的形式在网页中直接展示给读者。简而言之，豆丁就如同文档版的Youtube。现在每天都有数以万计的文档会上传到豆丁，正基于此，豆丁将致力构建全球最大的中文图书馆。 豆丁努力使世界上任何人都能够自由地发挥他们的创造力。文档资料只通过少数、单一的出版物来传播的时代已经结束。现在，互联网给文档资料提供了世界范围内的传播渠道，豆丁希望能够给每个独立的文档持有者利用这个新机会的方法。现在，我们为原创人群提供安全、自由、民主、便利的文档发布与营销平台。借助豆丁，你可以为你的文档定价，并通过豆丁发表到不同博客、论坛、联盟中，进行广泛传播，在分享的同时获得收入回报。 豆丁致力于构建全球领先的文档发布与销售平台，面向世界范围提供便捷、安全、专业、有效的文档营销服务。包括中国、日本、韩国、北美、欧洲等在内的豆丁全球分站，将面向全球各地的文档拥有者和代理商提供服务，帮助他们把文档发行到世界的每一个角落。豆丁正在全球各地建立便捷、安全、高效的支付与兑换渠道，为每一位用户提供优质的文档交易和账务服务。