黎虹
摘 要:針對人教版化學(xué)必修1的教科書中,NO與NO2之間相互轉(zhuǎn)化的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)存在的四點(diǎn)不足以及硝酸氧化性的實(shí)驗(yàn)的缺失,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn),儀器簡單,便于操作,各個(gè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)象明顯。
關(guān)鍵詞:NO與NO2;轉(zhuǎn)化;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
NO與NO2是氮元素的兩種重要的氧化物,硝酸是重要的含
氧酸,學(xué)習(xí)NO與NO2之間相互轉(zhuǎn)化,學(xué)習(xí)硝酸的氧化性,是理解氮的循環(huán)、酸雨的形成及危害,硝酸的工業(yè)制法等知識的必要
前提。
在人教版化學(xué)必修1的教科書中,對于NO與NO2之間相互
轉(zhuǎn)化采用科學(xué)探究的方式,具體過程如下:
實(shí)驗(yàn)步驟:①將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽
中;②制取少量氧氣;③將氧氣慢慢地通入步驟(1)的試管中。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①紅棕色氣體逐漸消失,水位上升,最后水充滿整個(gè)試管的2/3,無色氣體充滿試管的1/3(上部)。②無現(xiàn)象。③無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體,又變?yōu)闊o色氣體,但氣體體積逐漸縮小,液面不斷上升。
實(shí)驗(yàn)解釋:①3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2為紅棕色氣體,易溶于水,NO為無色氣體,難溶于水。②2KClO3
2KCl+3O2↑ 2H2O2=2H2O+O2↑;③2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO↑。
在人教版化學(xué)必修1的教科書中,沒有關(guān)于硝酸氧化性的實(shí)驗(yàn)。
我認(rèn)為教科書中的實(shí)驗(yàn)存在以下幾點(diǎn)不足:①使用事先制好的氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),妨礙了學(xué)生對硝酸氧化性的直觀認(rèn)識;②實(shí)驗(yàn)者在水槽中接觸稀硝酸,會對手造成腐蝕;③增加了氧氣制備的實(shí)驗(yàn),裝置繁雜,實(shí)驗(yàn)不夠流暢;④沒有進(jìn)行尾氣處理。針對以上問題,本人對該教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn):
實(shí)驗(yàn)儀器:醫(yī)用注射器(兩支)、橡皮管、止水夾。實(shí)驗(yàn)藥品:4mol/L稀硝酸溶液、銅片、蒸餾水、氫氧化鈉溶液。
操作步驟:
步驟1:在醫(yī)用注射器甲的小針筒中,放入少量銅片,慢慢地吸入適量稀硝酸,套上橡皮管,用止水夾夾緊橡皮管,以免漏氣。
步驟2:在醫(yī)用注射器乙的小針筒中,放入少量銅片,慢慢地吸入適量蒸餾水,并吸入適量空氣,套在橡皮管的另一頭。
步驟3:待觀察到注射器甲中有明顯的無色氣體生成后,松開止水夾,推動注射器乙的活塞,把空氣全推入注射器甲。這時(shí)可觀察到注射器甲中的無色氣體變成了紅棕色。
步驟4:推動注射器甲的活塞,把紅棕色氣體推入注射器乙,并搖動注射器乙,以便氣體與蒸餾水充分接觸。這時(shí)可觀察到注射器乙中有無色氣體生成,銅片上有氣泡冒出。
步驟5:將兩個(gè)注射器中的氣體和液體都注入氫氧化鈉溶液
中,進(jìn)行尾氣處理。
反應(yīng)原理:3Cu+8HNO3(?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO↑
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3
本實(shí)驗(yàn)被限制在兩支注射器和一根橡皮管中進(jìn)行,從根本上解決了環(huán)境污染的問題。各個(gè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)象明顯。儀器簡單,便于操作,而且儀器來源于生活,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
參考文獻(xiàn):
黃樂.化學(xué)新課程中微型實(shí)驗(yàn)探究活動設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.
(作者單位 海南省??谑忻捞m區(qū)海口實(shí)驗(yàn)中學(xué))