NO气体制备和性质实验装置的改进与创新
气体制取装置的改进
分析这些装置，你认为那一套最好？说 明理由。
回顾实验改进与验证过程， 在知识、能力、方法方面有哪 些收获与困惑？
你有一个苹果，我有一个苹果，我们彼此交换，每人 还是一个苹果；你有一种思想，我有一种思想，我们彼此 交换，每人可拥有两种思想。 ——萧伯纳
走出课堂 精彩依旧
用厨房中的物品食醋、纯碱制取二氧化碳 用消毒用的双氧水、马铃薯片制取氧气。
巧用塑料袋做实验
做储气装置
它化学性质稳 定，透明，强度高， 韧性好，气密性强， 储气、排气非常方 便且容易变成真空 状态收集到较纯的 气体。
用于防污染装置
B A
将开始排出 的有害气体设法 收集在塑料袋内， 然后根据气体性 质去处理，起到 了通风橱的袋，先通入 体积的氢气，再通 2 1 入约 体积的氧气，系紧袋口， 2 然后用明火直接点燃塑料袋即 可完成氢氧爆炸实验。
20世纪初，他为了实现中国人自己制碱的 梦想，打破洋人封锁，揭开索尔维法的秘密 总结出存在的问题，原料只能利用一半 改进综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的 氯离子 侯德榜先生经过上千次试验实证
创造了著名的侯氏制碱法
1、这套装置能完成哪些实 验？ 2、怎样进行实验操作？ 3、回顾实验过程，遇到了 哪些问题，哪些方面还 可以改进？
集思广益 设计装置
哪些器材能控制流量，哪 些能使药品停止接触？ 利用教师提供的器材去设 计气体发生装置，同时为你的 作品写出操作说明，完毕后进 行展示。
规范操作 实证装置
利用你设计的装置去制取 一瓶氧气或二氧化碳并检验。 在实验的过程中总结自己 遇到的问题，实验结束后反思 交流。
团结协作 注意安全 规范操作 节约药品
no的制取实验装置改进
NO的制取实验装置改进尤传裕（福建省泉州市奕聪中学 福建泉州 362000）摘 要：苏教版《化学1 必修》专题四第2单元《生产生活中的含氮化合物》中制取NO的实验，由于污染环境或有毒的原因，课堂演示实验成了不可触及的“雷区”，因此大多数教师只能通过讲实验方式或者是以视频的形式播放来传授给学生知识。
但这些方式或形式都会给学生一种距离感，而利用套管实验就可以解决这一困扰 本论文正是利用改进后的实验装置将化学实验教学中实验操作繁琐，污染性强，演示性难的NO制取实验进行改进，取得了满意的效果。
关键词：铜 硝酸 装置改进 环保 卷头铜丝 自制喷头 安全 简捷引言铜和浓硝酸的反应实验是我市现行高中化学教材苏教版《化学1必修》专题四第2单元中讲述硝酸氧化性时的一个[观察与思考]实验，同时也是教学大纲要求学生必须掌握的实验之一，教材上对此实验是在试管中进行的，尾气没有处理（图1）。
图1 教材截图该套装置进行了两组实验。
其中的第二组，铜和稀硝酸反应生成NO，但是需要加入铜片或者硝酸，这样就可能打开试管上的软木塞，引起漏气，或者加入稀硝酸导致药品使用量较大。
为了有效地减小对环境的污染和进一步提高本实验的可操作性、可演示性。
笔者设计了新的套管实验装置，对该实验进行了改进，现报道如下。
一、改进实验的目的1．尽可能采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，在较短时间内取得较明显的实验结果，以突出重点，避免因装置和操作过于复杂或反应缓慢而分散学生的注意力。
2．设计实验方案必须考虑实验过程安全，避免使用有毒物质和进行有危险性的实验操作，尽量设计成绿色化实验，防止引起人身伤害和造成环境污染3．通过对该实验的改进，使同学能够更清晰地观察NO的一些相关现象，从而更有效地掌握NO的有关性质。
二、实验原理3Cu + 8HNO3 = 3Cu （ NO3）2 + 2NO +4H2O2NO+O2 =2NO23NO2 +H2O=2HNO3 +2NO三、实验用品仪器：铁架台具支试管水槽针筒注射器倒扣漏斗自制喷头药品： NaOH溶液、铜、硝酸、卷头铜丝。
气体制取装置的改进和创新
B 1、过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气 2、大理石和稀盐酸制取二氧化碳 3、锌粒和稀硫酸制取氢气
现场演练
A 1、实验室用固体的硫化亚铁和稀硫酸反
应，制取硫化氢气体。
B
2、实验室用氯化铵和消石灰的固体混合
加热制取氨气。
B
A
知识延伸
AB C
D
可以随时 添加液体
控制液体的滴 加速度，来控 制反应速率
气体制取装置的改进和创新
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人工降雨
气体制取装置的
改进和创新
气体的 制取装置
发生装置 反应物的状态
反应条件 气体的密度
收集装置
溶解性
固固加热型
A 可用于： 1、氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气 2、高锰酸钾加热制取氧气
可以随时控 制反应的发 生和停止
你能设计一套体现B、C、D优点的装置吗？
思考：
常见气体的收集装 置有哪些？
归纳总结：
向上排空气法 向下排空气法
排水法
密度比空气大 且不与空气中 的成分发生反应
密度比空气小 且不与空气中 的成分发生反应
不溶于水且不与 水发生反应
万能瓶
大则长进； 小则短进； 排水则短进。
你对这节课有 什么新的认识？
综合应用：请你结合下图回答问题：
(1)请写出实验室制取二氧化碳的化学方程
式 CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2。↑
(2)选择
B和D或B和F
装置组合来制备
和收集二氧化碳。
气体制备及性质验证综合一体化创新设计
气体制备及性质验证综合一体化创新设计作者：刘江洪俊华赵宁东徐怀春来源：《化学教学》2021年第02期摘要：以绿色化学理念为指导，对乙炔、氯气、二氧化硫等气体制备及性质实验传统的反应装置进行优化设计。
用医用注射器、输液软管、三通旋塞等医用器材设计一套制备、净化和性质验证的一体化装置，解决了传统实验存在的有毒有害物质逸散、药品用量过大、耗时较长等问题，降低了实验成本，为其他有毒有害气体的制备与性质实验的改进提供新思路。
关键词：乙炔等气体制备实验; 实验一体化设计; 实验探究文章编号： 1005-6629（2021）02-0062-05中图分类号： G633.8文献标识码： B2019年11月颁布的《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》中提出，实验教学是国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容，是培养创新人才的重要途径[1]。
在教学中，化学实验可以引发学生的兴趣，培养他们的实践能力和创新精神，在体会到成功的喜悦后，能激发更大的学习热情，进一步促进和强化理论知识的学习[2]。
人教版《有机化学基础》第二章“烃和卤代烃”中有关乙炔的制备和性质实验是中学化学教材中一个重要的实验[3]。
通过演示该实验，可使学生了解制备乙炔气体的反应原理，认知乙炔的燃烧、与溴的加成、与酸性高锰酸钾溶液反应等化学性质。
但制备乙炔时反应剧烈且会产生大量泡沫，影响实验的顺利进行;制取的乙炔气体因含有硫化氢、磷化氢等有害气体而具有强烈的恶臭味，且试剂用量较多，造成浪费;装置略显庞大，组装和操作较为烦琐。
人教版教材《化学1（必修）》“富集在海水中的元素——氯”一节中介绍了氯气的相關性质[4]，但未给出氯气具体的制取方法，教师做相关氯气性质演示实验时一般采用苏教版《化学1（必修）》中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气的方法[5]。
罗兵[6]、于永民[7]等人对氯气的制备及性质实验装置进行了组合化与微型化设计，缩短了实验操作的时间。
李胜荣等[8]对氯气与氢气反应实验进行改进，提高了氯气与氢气混合用光引爆实验的成功率，但实验过程中仍然存在氯气泄漏、不能验证干燥氯气是否具有漂白性且容易发生倒吸等问题。
教材实验改进与创新
中教法教材实验改进与创新湖北师范大学一、实验目的1.改进制备NO气体的方法，培养学生不唯书，具有批判思维，创新思维精神；2.通过NO的制取与NO和NO2相互转换的实验探究，掌握实验改进技能与方法；3.了解不同的金属与稀硝酸，浓硝酸的反应，引导学生探究。
二、实验原理铜是一种不活泼的金属，但其能与稀硝酸和浓硝酸反应，生成氮氧化物；铜与稀硝酸反应：3Cu+8HNO3稀=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONO混入O2会立刻转化为NO2：2NO+O2=2NO2（红棕色）NO2浓度升高时，可与N2O4相互转化：2NO2=N2O4（无色）铜与浓硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O三、实验仪器与试剂实验试剂:稀NaOH溶液?稀硝酸（1:3）?浓硝酸实验材料：U形管（等长、不等长）?木试管夹?酒精灯?长滴管?分液漏斗?注射器（玻璃管、橡胶管各一支）?具支试管?小铜片?细铜丝四、实验内容1.演示中学教材制备NO,NO2实验①铜与浓硝酸反应步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL 浓硝酸；原理：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O现象：铜片快速溶解，溶液变为深绿色，在溶液上方产生红棕色气体，有刺激性气味。
②铜与稀硝酸反应步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL 稀硝酸；原理：3Cu+8HNO3稀=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O现象：铜片溶解缓慢，溶液仍为无色，将试管放在酒精灯加热，铜片有大量气泡冒出，溶液由无色变为蓝色，产生有刺激性气味的气体。
2.存在的问题在上述演示实验中，铜片与浓硝酸反应生成绿色溶液，加水后生成蓝色溶液，似乎与我们所知的Cu(NO3)2溶液颜色不一致，这里因为Cu2+与H2O 生成了配离子Cu(H2O)42+,而Cu(H2O)42+呈蓝色。
在稀硝酸中，浓度低，加热后溶液变为蓝色。
《实验室制取气体装置的创新设计》教案
实验室制取气体装置的创新设计（一）——固液不加热装置泗水县杨柳初级中学张辉磊一、教学目标1、知识与技能（1）、具备评价实验方案的能力。
（2）、认识固液制取气体的几套装置及气密性的检查。
（3）、培养学生设计实验的能力。
2、过程与方法（1）、通过对固液发生装置的研究与实验，初步掌握实验方案的评价，及对实验的设计。
（2）、通过小组合作，体验科学的探究学习。
3、情感态度与价值观（1）、培养学生创新和小组合作精神，及设计实验的能力。
（2）、培养学生实验设计的兴趣和习惯。
二、教学重点1、学生设计实验和进行实验能力的培养。
2、培养学生评价实验方案的能力。
三、教学难点1、如何让学生掌握客观、准确的实验方案的评价能力。
2、如何培养学生设计实验的能力。
四、教学方法1、实验探究2、小组合作3、学案导学五、教学仪器、药品铁架台、锥形瓶、试管、底部带破洞的试管、矿泉水瓶、玻璃管、球形干燥管、U形管、长颈漏斗、分液漏斗、水槽、橡皮塞、玻璃导管、橡皮管、粗铁丝、粗铜丝、细铜丝、塑料网、镊子、注射器、输液器、集气瓶、玻璃片、火柴、废液缸、石灰石、稀盐酸等。
五、教学过程学案实验室制取气体装置的创新设计（一）——固液不加热装置一、学习目标：（1）、认识固液制取气体的几套发生装置。
（2）、检查气密性的常见方法。
（3）、具备评价实验方案的能力。
二、小组活动：活动一：讨论交流：对比以下三套固液发生装置，你认为各有什么优点？①②③活动二：1、各小组同学依据提供的仪器、材料，共同讨论设计一套能控制反应的发生装置。
2、某同学实验室制取二氧化碳时，没收集到二氧化碳，请你帮他分析原因：_____________________________________________________.3、想到哪些方法检查你所设计装置的气密性？活动三：1、用本组装置制取并收集一瓶二氧化碳。
2、讨论：结合你们的实验，请你对各个小组的装置和实验效果进行一下评价。
-NO、NO2的制备及性质实验创新---实验创新大赛最终版本
分液漏斗中浓硝酸用量为15mL，U型管中热水为50ml 注：实验所用浓硝酸均为65%浓硝酸
四、 实验操作方法
3、NO转化成NO2 用注射器从u型管左侧的具支管中注入空气。
4、NO2与水反应 利用u型管中的NO转化成的NO2与水接触发生反应
5、尾气处理 通过向u型管左侧注入过量NaOH溶液和补充空气， 并反复挤压气球，达到装置内残留气体的吸收。
图7
橡胶塞 2cm长铜丝
U型管 50ml热水
四、 实验操作方法
1、NO2的制取 将气球中的铜片倒入分液漏斗中。 2、NO的制取 打开分液漏斗活塞，放下未反应完的硝酸， 与u型管中的水混合形成稀硝酸。与插在u型管左 侧橡胶塞底部的铜丝反应。
五、 本实验关键点
分液漏斗中浓硝酸体积与U型管中水体积的确定
实验所用浓硝酸均为65浓硝酸分液漏斗中浓硝酸用量为15mlu型管中热水为50ml分液漏斗中浓硝酸体积与u型管中水体积的确定3no转化成no与水反应利用u型管中的no转化成的no与水接触发生反应5尾气处理通过向u型管左侧注入过量naoh溶液和补充空气并反复挤压气球达到装置内残留气体的吸收
NO、NO2的制备及性质 一体化实验教具
2014年江苏省高考化学预测试题常见无机物及其应用
分液漏斗 作为反应器
实验序号 浓硝酸体积 浓硝酸与水体积比 实验现象
1 2 3 4
5
10mL 10mL 10mL 10mL
10mL
1:1 1:2 1:3 1:4
1:5
反应速度快，气体带红棕色 反应速度快，气体带土黄色 反应速度较快，气体无色 反应刚开始比较慢，后逐渐加 快，气体无色
反应速度慢，加热后速度加快， 气体无色
六、本实验一体化教具的优点
NO的制备和性质实验的改进与创新
NO的制备和性质实验的改进与创新*作者：潘祥泰来源：《化学教学》2014年第02期1 问题的提出铜与稀硝酸反应是高中化学的重要演示实验之一。
普通高中课程标准实验教科书化学必修1（鲁科版），关于铜与稀硝酸反应的演示实验存在以下不足：（1）教材中用一支试管进行铜与稀硝酸反应实验，由于试管内的空气没能事先排尽，生成的NO会被氧气氧化成红棕色的NO2，学生难以观察到无色的NO气体的生成。
（2）教材中对NO2溶于水缺乏相关的实验，学生没有直观的认识，难以形成深刻的记忆。
此外，蘸有NaOH的棉花也无法完全吸收产生的NO、NO2气体，拆除反应的装置时不仅有大量气体外漏，不利于环保，而且不能对反应的进行加以有效的调控。
不少教师设计出了许多改进方法或装置，效果不错，但还存在一些不足，如装置复杂、操作不便、药品用量大、不利于全班学生观察等[1～6]。
为了解决这些实验问题，经过师生共同研究，设计了一套实验装置。
2 实验装置的改进2.1 实验用品2～3支10 mL注射器、输液管、止水阀2个、烧杯2个。
稀硝酸（4 mol/L）、铜片、蒸馏水、氢氧化钠溶液（6 mol/L）。
2.2 实验装置及制作要点实验装置见图1，截掉注射器B活塞上一段塑料柄，留下胶塞，翻转胶塞，在胶塞上打孔，插入带止水阀的输液管导管，将该胶塞插在注射器B的筒口处。
上面连接注射器A，完成简易实验装置。
2.3 实验步骤和现象2.3.1 NO气体的制备如图1组装好仪器，检查装置的气密性后，将铜片放入注射器B中，往烧杯中加入适量预热的稀硝酸。
打开止水阀a、b，向外移动注射器A 的活塞，慢慢抽取注射器B内的空气，稀硝酸沿着注射器B慢慢上升，直到充满整个注射器B，停止抽气，关闭止水阀a。
铜与稀硝酸反应产生无色气体，溶液变成蓝色，由于注射器B 内气体产生，压强增大，注射器B中的溶液不断注入盛有水的第2只小烧杯中，最后溶液全部排出，关闭止水阀b，反应停止。
学生可以观察到注射器B内的无色气体。
气体制取装置的改进和创新
选用高效能设备
采用高效能压缩机、涡轮 机等设备，提高设备效率， 降低能耗。
智能化控制
通过智能化控制技术，实 时监测和控制气体制取过 程，实现能源的优化利用。
提高效率
改进工艺流程
优化气体制取的工艺流程， 减少不必要的环节和损失， 提高制气效率。
选用高性能催化剂
采用新型高性能催化剂， 降低反应活化能，提高反 应速率，从而提高制气效 率。
作用
气体制取装置在科学研究、工业生产 、环境保护等领域具有广泛的应用， 对于满足气体需求、推动科技进步和 经济发展具有重要意义。
气体制取装置的种类和原理
种类
根据不同的制气原理和应用需求，气体制取装置有多种类型 ，如化学反应制气装置、气体分离装置、生物发酵制气装置 等。
原理
不同类型的制气装置具有不同的制气原理。化学反应制气装 置基于化学反应产生气体，气体分离装置则利用各种物理或 化学方法将混合气体中的不同组分进行分离，生物发酵制气 装置则是利用微生物发酵产生气体。
06
未来展望
技术发展趋势
1 2 3
自动化与智能化
随着人工智能和自动化技术的发展，气体制取装 置将更加智能化，能够实现自动控制、智能监测 和故障诊断等功能。
高效与环保
随着环保意识的提高，气体制取装置将更加注重 高效和环保，采用新型的分离技术和节能技术， 降低能耗和排放。
定制化与个性化
根据不同用户的需求，气体制取装置将更加定制 化和个性化，能够满足不同用户的特殊需求。
推广价值
该装置具有较高的推广价值，可应用于其他类似的气体生产过程中， 提高整个行业的生产效率和产品质量。
成功案例二
创新点
该装置利用生物质废弃物作为原料，通过生物发酵技术制备气体，实现了废弃物的资源化 利用。
NO2的实验室制备与性质探究改进实验
NO2的实验室制备与性质探究改进实验一、实验改进的目的本实验选自鲁科版必修一第3章自然界中的元素第2节氮的循环的内容。
教材中硝酸那课时设计了铜与浓硝酸的反应，可用于实验室制备NO2气体，该实验装置简陋敞口，有毒气体NO2容易逸散出去污染空气，药品浪费比较严重，不能实现NO2制备与性质探究的一体化实验，且浓硝酸具有强腐蚀性，学生做此实验有很大的安全隐患。
综合以上情况，教师引导学生大胆尝试设计安全、环保、可操作性强的一体化实验装置，可以让每位学生动手参与实验探究，了解NO2的性质，通过系列含氮化合物的相互转化实验，了解氮的循环过程，更符合新课改下对学生能力培养的要求。
教材中的实验二、实验装置与药品1、实验仪器：螺口注射器、铁架台、公母鲁尔双通阀、双母鲁尔接头；2、实验药品：铜片，浓硝酸，蒸馏水、氢氧化钠溶液。
3、实验装置图：鲁尔接头(Luer taper)是一种标准化的微量无渗接头，现广泛使用在医学和实验室仪器中。
特点：气密性好、耐腐蚀性佳、兼容性强、连接方便。
三、实验步骤实验一：NO2的制备实验（铜与浓硝酸反应）用注射器抽取4ml浓硝酸，打开双通阀注入放有铜片的另一只注射器中，关闭双通阀。
实验二：二氧化氮的性质探究（与水反应）用注射器抽取约10ml蒸馏水，打开双通阀，注入上方注射器中，关闭双通阀，振荡，观察实验现象，为方便观察实验现象将上方溶液推入下方注射器内，另取一支注射器拉入约5ml空气，将其注入到上方注射器内。
实验三：二氧化氮的尾气处理（与氢氧化钠反应）用注射器抽取约8ml的氢氧化钠，打开双通阀，将氢氧化钠溶液注入上方注射器中，关闭双通阀，取下，振荡，使尾气充分吸收，再拉入一定量的空气，观察实验现象。
四、实验讨论实验一：NO2的制备实验（铜与浓硝酸反应）实验现象：产生红棕色气体，溶液变为蓝绿色。
Cu﹢4HNO3（浓）﹦ Cu(NO3)2﹢2NO2↑+ 2H2O问题一：溶液为什么是蓝绿色的？讨论结论： Cu(NO3)2溶液呈蓝色，红棕色气体NO2溶于溶液使其呈蓝绿色。
化学创新实验：一氧化氮气体制取实验的改进
化学创新实验：一氧化氮气体制取实验的改进一、实验名称一氧化氮气体制取实验的改进二、实验目的人教版化学必修一第四章第四节，关于用稀硝酸与铜反应制取一氧化氮气体，我认为这个实验有如下弊端：用试管做该实验，生戚的一氧化氮气体会立即与试管内空气中的氧气发生反应生戚二氧化氮气体，从而得不到纯净的无色的一氧化氮气体，却看到的是试管中有红棕色气体；同时，氮的氧化物的逸散也会污染空气。
因此，有必要对此实验加以改进。
三、实验仪器及试剂铁槊台小烧杯粗玻璃管单孔胶塞短橡皮管细玻璃管止水夹细铜丝稀硝酸四、实验仪器装置图1、取一粗玻璃管，在其两端配上插有细玻璃管的单孔胶塞。
一端细玻璃管上连接一短橡皮管和止水夹，并在此端的单孔塞小头插一段螺旋状的细铜丝。
2、取下另一端胶塞，加入1：3的稀硝酸至管口附近．塞上单孔塞(此时管中应不留有空气)。
将玻璃管倒立．固定在铁槊台上．下面放一只小烧杯。
五、实验操作部分1、在细玻璃管的上端的单孔塞小头插一段螺旋状的细铜丝。
2、取下另一端胶塞，加入1：3的稀硝酸至管口附近．塞上单孔塞(此时管中应不留有空气)。
将玻璃管倒立．固定在铁槊台上．下面放一只小烧杯。
随着反应的进行，产生的无色气体逐渐将管内的溶液排出。
当铜丝与稀硝酸分离时，反应会自动停止。
玻璃管的上端为无色的一氧化氮气体，烧杯内为蓝色溶液。
3、打开玻璃管上端橡皮管的止水夹，空气即进入玻璃管。
此时可观察到无色的一氧化氮气体被氧化成红棕色的二氧化氮气体。
同时，玻璃管内的液面上升，说明二氧化氮气体易溶于水。
4、用氢氧化钠溶液吸收玻璃管中的二氧化氮气体，以防止空气污染。
六、装置改进的意义改进装置简单，操作方便，直观性强．效果明显，且避免了污染。
1、避免了生成的一氧化氮与空气中氧气接触的可能性；2、学生真切地、直观地看到无色一氧化氮气体的生成；3、同时，该装置将一氧化氨的制备与性质实验融为一体；4、打开止水夹时，演示了一氧化氮气体易被氧气氧化成红棕色二氧化氮的性质；5、同时避免了二氧化氮气体对空气的污染。
NO的制备和性质实验的改良与创新
NO的制备和性质实验的改良与创新*NO的制备和性质实验的改良与创新*1 问题的提出 / 铜与稀硝酸反映是高中化学的重要演示实验之一。
一般高中课程标准实验教科书化学必修1（鲁科版），关于铜与稀硝酸反映的演示实验存在以下不足：（1）教材顶用一支试管进行铜与稀硝酸反映实验，由于试管内的空气没能事前排尽，生成的NO会被氧气氧化成红棕色的NO2，学生难以观看到无色的NO气体的生成。
（2）教材中对NO2溶于水缺乏相关的实验，学生没有直观的熟悉，难以形成深刻的经历。
另外，蘸有NaOH的棉花也无法完全吸收产生的NO、NO2气体，拆除反映的装置时不仅有大量气体外漏，无益于环保，而且不能对反映的进行加以有效的调控。
很多教师设计出了许多改良方式或装置，成效不错，但还存在一些不足，如装置复杂、操作不便、药品用量大、无益于全班学生观看等[1～6]。
为了解决这些实验问题，通过师生一起研究，设计了一套实验装置。
2 实验装置的改良 2.1 实验用品2～3支10 mL注射器、输液管、止水阀2个、烧杯2个。
稀硝酸（4 mol/L）、铜片、蒸馏水、氢氧化钠溶液（6 mol/L）。
2.2 实验装置及制作要点实验装置见图1，截掉注射器B活塞上一段塑料柄，留下胶塞，翻转胶塞，在胶塞上打孔，插入带止水阀的输液管导管，将该胶塞插在注射器B的筒口处。
上面连接注射器A，完成简易实验装置。
2.3 实验步骤和现象2.3.1 NO气体的制备如图1组装好仪器，检查装置的气密性后，将铜片放入注射器B中，往烧杯中加入适量预热的稀硝酸。
打开止水阀a、b，向外移动注射器A的活塞，慢慢抽取注射器B内的空气，稀硝酸沿着注射器B慢慢上升，直到充满整个注射器B，停止抽气，关闭止水阀a。
铜与稀硝酸反映产生无色气体，溶液变成蓝色，由于注射器B内气体产生，压强增大，注射器B中的溶液不断注入盛有水的第2只小烧杯中，最后溶液全数排出，关闭止水阀b，反映停止。
学生能够观看到注射器B内的无色气体。
中学化学教学中的创新实验装置——气体制备、收集和性质探究一体化设计的多用途装置
课程篇一、实验创新目标1.实现同一套装置帮助学生探究初中常见气体的实验室制法和性质。
2.借助创新的实验器材，为学生创造多元学习活动的机会，激发探究欲望，促进学生间的合作能力，表达质疑的能力。
3.通过学生自主实验，培养学生对比的思想、分析的能力、发散的思维、创新的意识。
二、基本实验装置12345装置从左到右各部分的作用：1.发生装置，可随制随停，控制反应速率。
2.排气管，可得到更纯净的气体，减压。
3.针筒，可缓压、自动储气，为性质实验提供充足平稳的气流。
4.Y 型导管，是探究二氧化碳和氢气性质的实验装置。
5.切除底部的集气瓶，是探究氧气性质的实验装置。
三、实验内容与方法设计1.实验室制取、收集二氧化碳，探究二氧化碳的性质：能使石灰水变浑浊，不能使石蕊变色，能与水反应生成使石蕊变色的物质，密度比空气大，不可燃不助燃。
随制随停装置排气管，检验CO 2缓压储气性质实验装置滴有石蕊的棉花干燥的石蕊试纸123实验操作、现象和结论：a.制取：关闭2、3号止水夹，打开1号止水夹，旋转气体发生装置，开始反应。
b.性质实验：将排气管伸入装有石灰水的试管中，石灰水变浑浊，说明二氧化碳能与石灰水反应。
c.收集：打开止水夹2，关闭止水夹1，针筒活塞向后移，开始自动储气。
d.性质实验：旋转发生装置，使反应停止，关闭2号止水夹，打开3号止水夹，向前推活塞，干燥的石蕊试纸不变色，下面滴有石蕊试液的棉花变红，说明二氧化碳能与水反应，上面滴有石蕊试液的棉花不变色，说明二氧化碳的密度比空气大。
低的蜡烛熄灭，高的蜡烛不灭，说明二氧化碳密度大于空气，不可燃不助燃。
中学化学教学中的创新实验装置———气体制备、收集和性质探究一体化设计的多用途装置李丹（常州市武进区湖塘实验中学，江苏常州）摘要：该创新实验是在2018年9月4日参加的常州市中学理科实验教学说课比赛中获得一等奖的参赛作品。
该创新实验装置实现了初中化学中利用固液反应制取气体、收集气体和探究气体性质的实验功能，且该装置能用于教师演示实验和学生分组实验，能更好地服务于课堂教学，对该装置的功能和使用方法进行介绍。
实验室NO的制取
一氧化氮的制取及性质验证【教学目标】1、掌握Cu和稀H NO3反应制取一氧化氮适宜的H NO3浓度和实验操作技能。
2、通过对Cu和稀HNO3反应环保实验装置的探讨，发现创新实验装置的能力和环保意识。
3、探讨Cu与稀H NO3反应演示实验的教法，训练演示技能。
1．实验原理铜和稀硝酸反应制备一氧化氮：3Cu+8 HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O2．实验所需仪器及药品药品：铜片稀硝酸氢氧化钠仪器：三脚架注射器烧杯石棉网酒精灯火柴胶塞3．实验步骤1、取一铜片（面积小于10ｍＬ注射器针筒横截面），清洗干净，放入10ｍＬ注射器中，排除空气。
如附图所示。
2、用注射器吸取稀硝酸约5ｍＬ，迅速用胶塞塞住注射器针头。
3、水浴加热，随着反应的进行，可观察到注射器的活塞逐渐向外移动，注射器内有无色气体生成。
4、去掉注射器上的胶塞，拉动活塞，逐渐吸入空气，能清晰地观察到无色气体变为棕黄色气体，证明无色气体为一氧化氮。
5、将气体注入30％的氢氧化钠溶液中，防止污染空气。
5．注意事项（1）稀HNO3的浓度不宜偏高，否则可能会生产二氧化氮，也不能过低，否则反应速率过慢，以体积比1:4左右较为理想。
（2）铜片要用纯铜，因为有些合金元素可能会导致硝酸的还原产物混有二氧化氮气体。
（3）用胶塞塞住注射器针头之前要确保注射器内无空气，否则生产的一氧化氮会被氧化。
6．实验现象与结果分析浴热约半小时左右注射器管内有气泡产生，说明有气体产生，溶液由无色慢慢变蓝色，说明铜被氧化成二价铜离子，注射器的活塞逐渐向外移动，注射器内有无色气体生成。
，拉动活塞，逐渐吸入空气，能清晰地观察到无色气体变为棕黄色气体，证明无色气体为一氧化氮。
7．实验的成功关键（1）铜的纯度及稀硝酸浓度的配置。
NOx的制备与性质实验一体化改进(中学化学教学参考)
NOx的制备与性质实验一体化改进甘肃省清水县第六中学车琳氮的氧化物毒性强，现行的实验包括一些报道的改进实验，总是由于操作不连续，实验仪器不适应（或不理想），或多或少总有气体的泄漏，成为广大教师设计教学做实验的心结。
为让实验连续，且封闭不要泄漏气体，为此，本人多次实验，进行了新的改进。
一、实验器材和药品微型集气瓶（100ml）、乳胶管、玻璃管、量筒、止水夹、小气球，4ml注射器；6mol/LHNO3溶液、铜片、4mol/LNaOH溶液、固体KClO3。
二、实验装置及操作如图，在两个100ml的集气瓶中，插入打有双孔的塞子，塞子上插入两根玻璃管，右边的瓶子中两根玻璃管均刚过塞子，一根和气球相连，另一根和乳胶管相连；且另一端插入中间的集气瓶，末端刚过塞子。
中间瓶中排气导管插到瓶的底部（瓶中盛满水），便于水排出；左边是收集水的量筒。
实验时，先在右边瓶中装入一小块铜片，并且用注射器抽取空气使其成为真空瓶，然后再用注射器注入2ml6mol/LHNO3，因HNO3和铜片剧烈反应产生红棕色NO2气体，气球很快胀大；捏动气球,使气体排入中间瓶中,并将瓶中盛满的水排入到左边的量筒中，待瓶中的气体占瓶体积的1/3时，关闭两瓶中间乳胶管上的止水夹，多余气体储存于气球中，此时会看到两瓶中全为红棕色的气体。
待会，中间瓶中气体全变为无色，然后用注射器向中瓶推入3ml空气，则会看到瓶中气体因氧化而变红棕色，气体体积增大，待会又变无色，体积又缩小。
再通入空气，以上现象重复再现。
右边瓶中随反应的进行，硝酸浓度的减小，产生的气体颜色越来越浅；捏动气球，气体不断鼓入中间瓶中，最后气体发生瓶中近无色，现象明显，便于操作。
实验完成后分别用注射器向两瓶中注入2ml4mol/LNaOH溶液，并用注射器重复注入空气，直到不再产生红棕色气体为止，最终吸收全部余气。
三、注意事项1、必须要保证装置的气密性良好，实验时可用注射器检查装置的气密性，将注射器针头插进已安装好气球的瓶中，拉动把柄，松开手，又拉回去，则说明气密性良好。
教材实验改进与创新.doc
中教法教材实验改进与创新湖北师范大学一、实验目的1.改进制备 NO气体的方法，培养学生不唯书，具有批判思维，创新思维精神；2.通过 NO的制取与 NO和 NO2相互转换的实验探究，掌握实验改进技能与方法；3.了解不同的金属与稀硝酸，浓硝酸的反应，引导学生探究。
二、实验原理铜是一种不活泼的金属，但其能与稀硝酸和浓硝酸反应，生成氮氧化物；铜与稀硝酸反应： 3Cu+8HNO稀=3Cu(NO) 2 +2NO↑+4H2ONO混入 O2会立刻转化为 NO2：2NO+O=2NO（红棕色）NO2浓度升高时，可与N2O4相互转化： 2NO=N2O4（无色）铜与浓硝酸反应： Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3) 2+2NO↑+2HO三、实验仪器与试剂实验试剂 : 稀 NaOH溶液 ?稀硝酸（ 1:3 ）?浓硝酸实验材料： U形管（等长、不等长） ?木试管夹 ?酒精灯 ?长滴管 ?分液漏斗 ?注射器（玻璃管、橡胶管各一支）?具支试管 ?小铜片 ?细铜丝四、实验内容1. 演示中学教材制备NO,NO2实验①铜与浓硝酸反应步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL浓硝酸；原理： Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3) 2+2NO↑+2HO现象：铜片快速溶解，溶液变为深绿色，在溶液上方产生红棕色气体，有刺激性气味。
②铜与稀硝酸反应步骤：取一只干燥洁净的小试管，放入一小块铜片，再向其中加入2mL稀硝酸；原理： 3Cu+8HNO稀=3Cu(NO) 2+2NO↑+4H2O现象：铜片溶解缓慢，溶液仍为无色，将试管放在酒精灯加热，铜片有大量气泡冒出，溶液由无色变为蓝色，产生有刺激性气味的气体。
2.存在的问题在上述演示实验中，铜片与浓硝酸反应生成绿色溶液，加水后生成蓝色溶液，似乎与我们所知的Cu(NO3) 2溶液颜色不一致，这里因为2+ 与 HO生成了配离子 Cu(HO) 2+ 2+ 呈蓝色。
在稀硝酸中，Cu , 而 Cu(HO)2 2 4 2 4浓度低，加热后溶液变为蓝色。
一氧化氮气体制取和收集方法的改进
一氧化氮气体制取和收集方法的改良
实验室制取和收集NO气体时。
遇到的最大问题是如何与空气完全隔绝。
一般制取NO气体时往往选用烧瓶 ,但烧瓶和收集装置中的空气无法排尽。
以至于反响产生的局部NO被氧化成NO2而呈红棕色。
无法制得纯洁无色的NO气体。
笔者设计的方法是在完全封闭的装置中制取和收集NO气体 ,很好防止了NO与空气的接触。
如下图。
在J型管的橡皮塞上固定一片宽约l厘米、长约3厘米的铜片 ,J 型管中装入稀硝酸至橡皮塞的导管中。
收集气体用的针筒通过橡皮管与J 型管相连。
连接装置后翻开止水夹 ,另取一支针筒在橡皮管处将管内剩余的空气抽尽。
用酒精灯在J型管左侧微热 ,反响产生的NO无色气体即进入收集用的针筒内。
假设用止水夹夹住橡皮管 ,反响产生的气体便将酸液压向J型管右侧。
铜片与酸液别离 ,反响即停止。
利用此装置可做如下NO气体的性质实验：用一支针筒收集氧气后慢慢注入收集有NO气体的针筒内 ,即有红棕色的NO。
气体生成：然后用另一针筒吸取蒸馏水后 ,慢慢注入。
红棕色褪去即有硝酸生成；此时如注入紫色石蕊试剂。
溶液显红色。
本实验装置简单 ,所需仪器均有市售。
实验是在封闭装置内进行的。
制取与性质实验可以一并完成 ,对环境没有污染。
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氧气制备及性质检验一体化实验改进设计
氧气制备及性质检验一体化实验改进设计目录一、内容简述 (2)1. 实验目的 (3)2. 实验意义 (3)3. 实验原理概述 (4)二、实验材料与设备 (5)1. 氧气制备材料 (5)2. 氧气性质检验材料 (6)3. 实验设备清单 (7)三、氧气制备实验改进设计 (8)1. 制备方法选择 (9)2. 反应条件优化 (9)3. 装置设计与改进 (10)4. 实验安全性考虑 (11)四、氧气性质检验实验改进设计 (12)1. 性质检验方法选择 (14)2. 试剂与仪器选择 (14)3. 实验步骤优化 (15)4. 数据处理与分析方法 (16)五、实验实施与操作指南 (17)1. 实验准备 (18)2. 氧气制备操作 (18)3. 氧气性质检验操作 (19)4. 实验记录与数据分析 (20)六、实验结果与讨论 (21)1. 制备结果分析 (22)2. 性质检验结果分析 (23)3. 实验中的问题与解决方案 (25)4. 改进设计的有效性评估 (25)七、结论与展望 (27)1. 实验总结 (27)2. 改进设计的创新点与价值 (29)3. 对未来实验的展望 (30)4. 实验误差分析与改进方向 (31)一、内容简述优化实验流程：通过对实验过程中的操作步骤进行梳理和优化，减少不必要的环节，提高实验效率。
采用分步滴定法代替连续滴定法，以减少滴定误差；采用磁力搅拌器代替手动搅拌器，以提高搅拌速度和均匀性。
改进实验方法和设备：根据实验需求，选择合适的实验方法和设备，提高实验的准确性和可重复性。
采用电化学分析法测定氧气浓度，以替代传统的重量法；采用高灵敏度的气体传感器检测氧气含量，以提高检测精度。
加强实验操作技能培训：通过理论讲解和实际操作相结合的方式，使学生熟练掌握各种实验操作技能，提高实验质量。
教授正确的滴定操作技巧，如滴定速度、滴定顺序等；指导学生正确使用实验室仪器设备，如磁力搅拌器、气体传感器等。
完善实验数据处理与分析：对实验数据进行严格的记录、整理和分析，确保数据的准确性和可靠性。
一氧化氮和二氧化氮气体发生装置的改进设计
射 器针 筒 下端 （ 切开 端 ） 伸入 清 水 中 ， 缓 缓 推动 注射 器活塞 。若 导 管 有 气 泡持 续 逸 出 ， 说 明装
置 气 密性 良好 。 ② 添 加 药 品 。大 注 射 器 针 筒 内加 入 稀 硝
酸， 小 注 射器针 筒 多孔 板上 放入 少许 铜 片 ， 连 接 装 置 。注 射器 活 塞 推 到针 筒 底 部 ， 关 闭止 水 阀
ａ ， 打开 止水 阀 ｂ 。将小 注 射 器 针筒 小 心 插 入 大
气体 Ｎ Ｏ和 Ｎ Ｏ 的颜 色 ， Ｎ Ｏ 与空 气 中的 ０ 反
２ ０ １ ７ 哥第５ 期
教 育 与 装 备 研 究
技 术 方 法
一
氧化氮和二氧化氮气体 发 生装 置 的改 进 设 计
王 克 兴 李 红 霞 王倩 多
摘 要 ： 利 用 物理 学 啄 理 有 效 控 制 化 学 反 应 进 程 ， 设 计 有 毒 有 害 气 体 的 制 取 实 验 装 置 关键词 ： 实验设 计 ； 验教 学 ； 改进 创 新
小 注｛ ＝ Ｉ 于
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略 大 于小汴 射器 针筒 Ｉ Ｊ 、 Ｊ 径） 、 铁架 台、 输 液 导管 、 橡 皮竹 、 止 水 、
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② 小 汴 射 针 筒 内 离僻 【 Ｉ ３ ｃ ｎ 处 放 形 多孔 料 板 ． 要保 多孔 板 卡放 牢 同
颜 色 由无 色 转 变 为 棕 红 色 ） ， 红 棕 色 气 体 被 碱 液吸收， 反复 推 入 空气 直 至 注 射器 针 筒 内红棕
色气 体 消失 （ 标 志有 害气 体 全 部处 理 ） ， 取 下装 置， 处理 废气 废液 ， 用 清水 冲洗仪 器 。
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ＮＯ气体制备和性质实验装置的改进与创新作者：刘英杰
来源：《化学教学》2008年第01期
文章编号：1005－6629(2008)01－0018－02中图分类号：G633.8 文献标识码：C
1问题的提出
在现行的人教版全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册16页，有一个铜与稀HNO3反应制NO的实验［实验1-7］，做好了这个实验，不仅能加深学生对硝酸氧化性的认识，并且还可以激发学生学习化学的兴趣。
但在教学实践中，笔者认为本实验存在两点不足：
第一，试管内的空气若不事先排尽，生成的NO会被氧气氧化成红棕色的NO2，学生难以观察到无色的NO生成，进而难以从实验现象上直观地得出“铜与稀HNO3反应生成无色NO”的结论。
第二，取下装有稀HNO3试管上的胶塞后，NO2气体会逸出，造成空气污染。
为了解决上述不足，许多教师设计出了这样或那样的改进装置，效果也不错。
笔者经过多次研究和改进，设计了下面的实验，特点是装置很简单，效果特别好。
2实验装置的改进
2.1实验用品
铜片(长约2cm，宽约0.8cm）、稀HNO3（4mol/L）、NaOH浓溶液。
医用塑料注射器（50ml ，带针头，用做反应容器，经实验耐硝酸腐蚀）、环形小磁铁（即小耳机里面的磁铁，直径约1.2cm，经实验耐硝酸腐蚀）、烧杯、半环形磁铁（即小喇叭里面的磁铁，直径约4cm ，从中间断开，用其一半，经实验耐硝酸腐蚀）、密封帽（制作方法见实验步骤⑶）、尼龙窗纱线（用于把铜片和环形小磁铁捆在一起，经实验耐硝酸腐蚀）白硬纸板（做陪衬背景用）、锥子（给铜片打孔用）。
2.2实验装置
1.环形小磁铁（放大图）
2.铜片
3.活塞
4.捆有环形小磁铁的铜片
5.针头
6.稀HNO3
7.密封帽 8.热水 9.半环形磁铁10.NaOH浓溶液
2.3实验步骤与现象
⑴取4片铜片，分别用锥子在中间打个小孔，用尼龙窗纱线把铜片和环形小磁铁捆在一起（如图1所示，小磁铁在中间，两边各2片铜片）。
拔出注射器活塞，把捆有环形小磁铁的铜片放入注射器内，塞上活塞并向内推至活塞与铜片接触。
（如图2所示）
(2) 向一小烧杯中倒入适量稀硝酸，用注射器吸入约10ml稀硝酸，酸液要浸没铜片且液面要高出铜片约0.5cm。
使注射器针头向上，用手弹几下注射器的酸液部位，使酸液中的气泡上逸，然后轻轻向内推动活塞（如图3所示），同时适当倾斜注射器，活塞推至把注射器内的空气排尽为止。
（当空气排尽时，针头出口处会有连续的酸液冒出）
⑶迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口。
（如图4所示）（注：密封帽是用来密封注射器内生成的气体，防止其外逸的。
其制作方法是：取一个注射器针头，剪掉外露的金属管，然后用酒精灯灼烧剪口，使剪口处塑料熔化，把剪口塑封住即可）
⑷把注射器内的酸液部位浸在盛有热水的大烧杯中（水温以45℃左右为宜），浴热约2分钟（如图5所示），当看到铜片表面有较多气泡产生时，取出注射器，使注射器密封帽向上，把其固定在铁架台上（如图6所示, 铁架台及夹持装置略），把白硬纸板放在注射器后面，做陪衬背景，观察现象，约3min后便会看到：铜片表面有大量气泡产生；液面上方收集到一定体积的无色气体；溶液由无色变为蓝色；同时还会看到注射器的活塞缓慢地自动向外推出，收集到的无色气体的体积增大（观察注射器刻度便知）。
⑸当收集到约30mL无色气体时，把半环形磁铁紧贴注射器外壁靠近铜片的部位，铜片被吸引住，然后缓缓地沿外壁上移磁铁至注射器的外顶部并固定下来，此时铜片会被吸引着随外部磁铁沿内壁向上滑动（如图7所示），最后被外部磁铁吸在注射器的内顶部并固定下来（注意动作要慢，不能让铜片中途掉下来）。
此时由于铜片与酸液脱离接触，反应停止（如图8所示）。
若还想让反应发生，只需撤掉外部的半环形磁铁即可，此时铜片会失去吸引从上面掉下来，与酸液重新接触发生反应。
⑹拔掉密封帽，迅速向外拉动注射器活塞（如图9所示 , 不要拉到底，留一段距离吸碱液用），然后再迅速重新盖好密封帽。
当向外拉动活塞时会马上观察到注射器内的无色气体立刻变为红棕色，这充分说明我们最初收集到的气体是NO且NO不溶于水。
若此时轻轻振荡注射器，还会发现注射器内红棕色气体颜色变浅，这又说明了NO2能与水反应这个事实。
⑺向另一小烧杯中倒入适量NaOH浓溶液。
迅速拔掉注射器密封帽，换上针头并塞紧，从铁架台上取下注射器，用注射器吸入一定量的NaOH浓溶液（如图10所示）（把活塞外拉至注射器最大容积处为止），然后迅速拔掉针头，换上密封帽塞紧上口，用力剧烈振荡注射器，以充分吸收其内的有害气体（NO、NO2的混合物）。
3装置的优点
⑴此实验将NO的制备和性质溶为一体，既可看到无色的NO气体，也能看到NO遇空气（氧气）变为红棕色的NO2这个变化，还能验证NO2能与水反应这个事实，具有较强的直观性。
这不仅有效地保障了实验教学的效果，并且明显的现象变化还可以激发学生学习化学的兴趣。
⑵整个实验过程几乎均在密闭条件下进行，有害气体几乎不泄露，防止空气污染效果极其显著。
⑶该实验利用磁铁与磁铁之间的引力，巧妙地实现了使反应随时发生，随时停止，既灵活方便，又节约了药品。
该装置可反复使用。
⑷该实验装置简洁，原材料易得，实验原理简明，实验操作简便，实验现象明显，并富于创新，既适于教师课堂上演示，更适合于学生实验，并能激励学生对实验的大胆改进与创新。
4几点说明
⑴稀HNO3的最佳物质的量浓度为4mol/L。
若浓度偏低，则反应太慢，需要时间较长；若浓度偏高，则反应有NO2生成，不易观察到无色的NO气体生成。
这是实验成败的一个重要前提。
⑵吸入稀HNO3后，一定要把注射器内的空气彻底排尽，溶液中千万不能有气泡，哪怕是一个小小的气泡。
这是实验成败的一个关键操作。
⑶水浴加热的温度不能过高（以45℃左右为宜），浴热的时间不能过长（当看到铜片表面有较多气泡产生时即可），否则HNO3会发生分解，放出NO2，不易观察到无色的NO气体的生成。
⑷实验时，应戴上橡胶手套，防止酸液腐蚀皮肤。
⑸本实验装置用来演示其他固体与液体反应制取气体的某些实验，也能获得较好的效果。