二氧化氮的制备及其性质实验报告

二氧化氮的制备及其性质实验报告

【实验目的】

1．探索二氧化氮气体的制备和性质。

反应制取二氧化氮适宜的实验操作。

2．掌握Cu与浓HNO

3

3．通过对Cu与浓HNO

反应环保实验装置的探究，发展创新实验装置的能

3

力和环保意识。

4．初步体验实验演示教学的基本方法和策略。

【探究内容】

1.探讨Cu与浓HNO

反应的环保实验装置。

3

2.二氧化氮的制取及性质

【实验探究二二氧化氮的制备与性质】

一、文献分析

a．植皮塞b．太试管c．无底小试管d．头发丝e．铜丝f．浓硝酸．g.蒸馏水

该装置仪器特别简单，材料随手可得，能使废物充分利用。操作方便，操作气体发生装置时，能方便地控制气体的使用和量，但是该反应装置很难将

小试管中的空气排尽，影响二氧化氮性质的检验，将小试管移入大试管的溶液中是不能保证生成的二氧化氮气体不外漏污染空气。

上图氧化氮和二氧化氮的制取及其性质实验新装置（李大塘）

二、我的方案及其实施效果

1．实验原理

）在℃温度时为棕红色刺鼻气体。有毒气体.密度比空气大。

二氧化氮 (NO

2

微溶于水；在℃以下时呈暗褐色液体。

二氧化氮的制取

O

Cu﹢4HNO3（浓）﹦ Cu(NO3)2﹢2NO2↑+ H

2

2．实验装置图

3．实验所需仪器及药品

（1）仪器：20mL注射器，小烧杯三个（分别盛水，氢氧化钠溶液，一

个空的），大烧杯一个，大橡胶塞一个，表面皿一个，蓝色石蕊试纸（2）药品：铜片，浓硝酸，氢氧化钠溶液，水

4．实验步骤

（1）在注射器中放入两片铜片（约克），将注射器推到底部

（2）将输液管插入浓硝酸中，吸入后，将注射器插到橡胶塞上

（3）待反应停止后，看见红棕色气体，压注射器活塞，引导学生观察气体颜色变淡还是变浓还是不变，取一张蓝色石蕊试纸湿润放在干净的表面皿上，拔出注射器，让蓝色溶液流到大烧杯中，将试纸靠近针头，试纸变红色（4）吸入6ml水在注射器中，看见红棕色气体变无色，让水流出，吸入空气，引导学生观察那一瞬间出现红棕色，（因为注射器中有水，二氧化氮溶于水所以红棕色很快消失）实验结束，将气体推到氢氧化钠溶液中。

5．注意事项

(1)NO、NO

2

有毒，制取收集时在密闭的容器中进行，注意实验室的通风

(2)反应后尾气及实验后废液要进行处理

(3)浓硝酸的用量不能过多，否则二氧化氮气体会冲出污染空气毒害健康

6．实验现象与结果分析

现象结果分析

浓硝酸与铜片反应后溶液变蓝，产生红棕色气体发应生成硝酸铜与二氧化氮气体

将针筒中的蓝色

溶液挤入装有氢氧化钠的烧杯中，有蓝色沉淀生成硝酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀

挤压前挤压后

关闭止水夹后挤压针筒活塞，红棕色略微变淡 2NO

2

N2O

4

由于二氧化氮的结构不稳定，通常情况下与其二聚体形式——四氧化二氮（无色气体)混合存在，构成一种平衡态混合物。加压时平衡正向移动，气体颜色变淡。

吸入3ml水在注射器中，看见红棕色气体变无色3 NO2﹢H2O﹦ NO ﹢2HNO3

二氧化氮与水反应生成无色溶液和无色的一氧化氮气体

将水排出后吸入空气，无色气体又变回红棕色，但不久又变成无色

吸入空气后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，因为针筒中还有未能排尽的水，二氧化氮又重新溶入水中，气体变成无色

蓝色石蕊试纸接触二氧化氮后用蓝色石蕊试纸靠近针头，试纸略变红色二氧化氮是酸性气体，可以使蓝色石蕊试纸变红

8．实验过程中遇到的问题和解决方法

问题解决方法

（1）初步试验时硝酸（2mL）与铜的用量过多，导致产生的二氧化氮量过多，气体冲出针筒。

打开止水夹，将硝酸排入氢氧化钠溶液中，减小硝酸（）与铜片的用量。

9.教学建议

暂无

参考文献：

（1）李大塘.一氧化氮和二氧化氮的制取及其性质实验新装置.2001年，第2期

(2)王恩德.2000.铜与稀硝酸反应实验的改进.中学化学，6

(3)夏凯等.2000.铜与稀硝酸反应实验的改进.中学化学，6