用分液漏斗改进铜与稀硝酸的反应

山东省肥城市第一高级中学（271600） 贾同全

铜与稀硝酸的反应实验是我国高中化学中的重要演示试验。该实验中为了让学生观察到无色的一氧化氮气体，教师们进行了许多改进，但存在着装置复杂、耗时过长、污染较大等不足。为做好课堂实验演示，需要设计一种省时、环保的简单装置。

铜与稀硝酸的反应是高中化学的重要内容，是讨论硝酸性质的重要特征反应之一。该实验反应实验中产生的一氧化氮气体（无色）极易被空气中的氧气氧化成二氧化氮气体（红棕色），按常规方法做该实验时难以达到理想的实验演示效果。为了简化实验装置，降低试剂用量，省时省力，并达到较好的实验效果，笔者设计了如下实验方法。

1 实验用品

铁架台（带铁圈）、烧杯（100ml）、分液漏斗（60ml）、注射器（50ml）、玻璃导管、橡胶管、单孑L橡皮塞、止水夹、铜丝（长约20 cm）、稀硝酸（浓度小于1:1的体积比）等。

2 实验步骤

（1）在100ml烧杯中注入50ml蒸馏水（液面高度以能浸没分液漏斗末端为限）。关闭分液漏斗的玻璃活塞，在分液漏斗中注满稀硝酸，塞上连有注射器的单孔橡皮塞，将其固定在铁架台上。用止水夹夹紧导管上的橡胶管，然后打开分液漏斗的玻璃活塞，如图1所示。

（2）在橡胶管与玻璃导管接口处，将铜丝先插入橡胶管，再经过玻璃导管直至盛有稀硝酸的分液漏斗中。

3 实验现象

铜丝进入分液漏斗中，因为其与稀硝酸反应，溶液颜色变蓝，漏斗中的液面持续下降，而烧杯中的液面迅速上升，该现象表明有无色气体产生。当漏斗中收集了20ml左右的气体时，将铜丝缓缓抽出。此时，反应停止。关闭分液漏斗的玻璃活塞。

将注射器取下，吸取20ml的氧气，如图2所示，再次连到橡胶管上。打开止水夹，缓缓向分液漏斗中注入10ml左右的氧气，可看到分液漏斗中气体变为红棕色。待气体颜色变浅或变为无色时，关闭止水夹，打开分液漏斗的玻璃活塞，可以看到漏斗中液面上升，烧杯中液面下降，说明漏斗中气体减少了。关闭分液漏斗的玻璃活塞，再次打开止水夹，缓缓向分液漏斗中注入5ml左右的氧气，可看到分液漏斗中气体又变为红棕色。待气体颜色变为无色时，关闭止水夹，打开分液漏斗的玻璃活塞，可看到漏斗中液面上升，烧杯中液面下降，并可充满整个漏斗。

4 改进后实验的优点

4.1 装置简单

该实验设计未涉及大型或操作要求高的仪器设备，适宜课堂演示操作。

4.2 反应快且易于控制

整个实验操作过程不超过3min，气体的量的控制可通过将铜丝抽离稀硝酸而停止。

4.3 实验装置气密性好

铜丝通过橡胶管和玻璃管直至分液漏斗的稀硝酸中，橡胶管会紧紧包裹和挤压铜丝，不会有气体泄露。

4.4 绿色环保

该实验将一氧化氮的制取、验证与尾气处理一体化，没有气体泄露的弊端。

收稿日期：2015-01-12