1、一套集 NO2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： 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： 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，直接通
2、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，
3、利用实验室常见仪器，设计 了 一套 实验装置 （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 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 实验装
4、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 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
5、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 中的 NaOH 溶液中进行尾气处理。 4 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 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.
