铜与稀硝酸反应的实验设计论文

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铜与稀硝酸反应的实验设计论文



一、主要仪器药品 1.仪器或材料。

铁架台（附有铁夹）、烧杯、橡胶塞（两个）、止水夹、带有控制器的医用输液管、尖嘴导管、乳胶管、一次性手套。 2.药品。

铜丝、碳棒、稀硝酸（68%浓硝酸与水体积比为1∶2.2）、4mol/LNaOH溶液、蒸馏水。

二、实验装置及相关说明 （1）夹持器具已省去。

（2）铜丝缠绕在碳棒上,增大反应速率。 （3）尖嘴导管可减少硝酸的挥发。

（4）为避免稀硝酸氧化橡胶塞,橡胶塞外层应均匀涂上石蜡。

（5）为避免左侧插入橡胶塞时稀硝酸溢出,实验前需用蒸馏水尝试确定加入稀硝酸的用量。

三、实验步骤和现象

1.组装好仪器,向烧杯中加入蒸馏水,使医用输液管伸入其中并打开输液管控制器,将二口管上方两个口分别用插有铜丝的橡胶塞和插有尖嘴玻璃管（关闭止水夹）的橡胶塞塞紧,双手握住二口管,烧杯中出现气泡,松开手后在输液管中回流形成一段水柱,由此说明气密性良好。

2.将烧杯中的蒸馏水换为4mol/LNaOH溶液,关闭输液管控制器,打开尖嘴玻璃管上方的止水夹,移去左侧管上方的橡胶塞,向二口管中注入稀硝酸至接近左侧管管口

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（事先已用蒸馏水确定液面位置）,将插有铜丝的活塞塞紧左侧管口,此时橡皮塞紧贴液面并排尽空气,右侧液面明显上升但不会溢出。

3.铜丝接触稀硝酸立即产生气体并使溶液逐渐呈淡蓝色,左侧管液面上方迅速持续产生无色气体,一段时间后形成无色气柱。

4.打开输液管控制器并控制流速,使二口管中的液体缓慢流下,此时明显看到烧杯中逐渐产生蓝色沉淀,两侧液面均逐渐下降,直至铜丝脱离液体,反应停止,二口管右侧空气经过溶液进入左侧,待冒出3～4个气泡后,迅速关闭右侧管尖嘴导管上方的止水夹,明显观察到二口管内左侧气体颜色变为红棕色。

5.在通风橱中,将输液管控制器完全打开,利用烧杯中的氢氧化钠溶液充分吸收实验过程中产生的废液和废气。 四、实验设计特点 1.可行。

将一氧化氮的制备和性质验证实验进行一体化设计,无色一氧化氮遇到无色的空气转化为红棕色二氧化氮,两侧气体颜色差异对比鲜明。 2.绿色。

考虑到装置压强平衡,氮氧化物在气密性良好的密封体系中产生,整个实验过程无有毒气体逸出,废气和废液最终可被氢氧化钠溶液吸收。 3.快速。

将铜丝以螺旋状缠绕在碳棒上,组成原电池,进一步增大反应速率,保证快速形成无色气柱。 4.可控。

不需要抽动铜丝,而是通过液面下降使得固液分离,停止反应,避免在实验过程中抽动铜丝而可能导致的有毒气体泄漏。

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