二氧化氮被水完全吸收的创新实验设计

二氧化氮被水完全吸收的创新实验设计设计人：乐昌市城关中学肖彬清

一、实验名称：如何使二氧化氮被水完全吸收

二、实验目的：提高硝酸的产率减少对环境的污染

三、实验特点：

1.本演示实验是将二氧化氮的制取、二氧化氮跟水反应的喷泉实验、二氧化氮被水完全吸收实验巧妙地组合起来,其效果很好。

2.实验装置简单，操作简便，气体颜色、溶液颜色变化明显，实验成功率高。

3.此实验为全封闭装置，气体不易扩散到空气中，不易造成污染。

四、实验仪器及试剂：

铁架台、铁圈、250mL圆底烧瓶、弯胶头滴管、直导管、90°弯管、三孔塞、

止水夹、石蕊、氧气、水、0.7g细铜丝(民用电线内芯)、5mL～8mL浓硝酸。

五、实验仪器装置图：

1.装置图

2.实验原理: Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+2 H2O

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

2NO + O2 = 2NO2

六、操作步骤与现象

1.氧气的制取

在一支具支试管中加入少量的二氧化锰，用一支25毫升的注射器吸入20毫升过氧化氢溶液，缓慢注入试管中，待试管中的空气排出后，再用另一支25毫升的针筒收集20毫升的氧气。

2.二氧化氮的制取及溶于水

将广口瓶装满已煮沸过的蒸馏水，在250mL圆底烧瓶中装入5mL～8mL浓硝酸，在玻璃棒上缠绕0.7g细铜丝(民用电线内芯)，塞上橡胶塞，将圆底烧瓶倒置，铜丝与浓硝酸接触，反应迅速进行，圆底烧瓶中立即产生大量红棕色的气体，空气被排出，气球逐渐胀大。收集满一烧瓶二氧化氮，挤压胶头滴管，打开止水夹1，看到广口瓶中水经导管喷入烧瓶，形成美丽红色喷泉。当烧瓶内喷泉停止后，关闭止水夹1，打开止水夹2，通入氧气，烧瓶内又出现红棕色。关闭止水夹2打开止水夹1，此时又形成美丽的喷泉。这样反复3―4次注入氧气，可多次观察到气体由无色→红棕色→无色及液面上升的现象，最终液面基本充满，二氧化氮就能充分地被水吸收。

3.注意事项

（1）由于浓硝酸腐蚀橡胶塞，因此必须在橡胶塞外面包一层塑料薄膜。

（2）生成的二氧化氮的浓度要大，才能将圆底烧瓶中的空气尽量排放到气球中。

（3）整个装置不要漏气，二氧化氮要反复被水吸收，一氧化氮要多次被氧化。

（4）由于硝酸和二氧化氮对乳胶管有腐蚀作用，实验完毕后应立即将乳胶管洗净并浸泡于水中一段时间，则乳胶管可反复使用多次。

4.该实验的优点

（1）全封闭装置，气体不易扩散到空气中，不易造成污染。

（2）实验装置简单，操作简便，气体颜色、溶液颜色变化明显，实验成功率高，容易观察，容易调动学生的探究兴趣和培养学生的创新精神。

（3）可证实二氧化氮易与水反应，同时放出一氧化氮;一氧化氮不溶于水，一氧化氮易被氧化生成易溶于水的二氧化氮。

（4）通过反复多次地注入氧气，二氧化氮能最大限度地转化成硝酸，同时可说明工业生产硝酸设置多个转化吸收塔的意义。