范文一:二氧化氮与水的循环吸收反应实验设计
作者:岳云华
教学仪器与实验 2009年09期
二氧化氮与水反应制取硝酸是高中必修化学中的一个重要内容,它既是自然界中经常发生的重要反应,又是工业上制硝酸的理论基础。该实验可作为教师在课堂上演示实验,也可作为学生分组实验。现行新教材人教版必修①第79页要求学生设计一个二氧化氮与水反应的装置图,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。本人经过多次试验,成功设计出一种实验方案。将铜跟浓硝酸的反应实验、二氧化氮和一氧化氮相互转化的实验及二氧化氮与水反应的实验巧妙地组合,密闭融合在一起,使二氧化氮最大限度地转化成硝酸。经过多次演示,实验效果很好。
一、实验用品
注射器,硬制玻璃管,具支试管,橡胶塞,乳胶管,广口瓶,玻璃管,气球,铜丝,浓硝酸,过氧化氢,二氧化锰,蒸馏水。
二、实验原理
铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮气体后,溶于水生成硝酸和一氧化氮;注入氧气,一氧化氮转化成二氧化氮再次被水吸收,生成硝酸和一氧化氮。通过少量多次注入氧气,循环反复使一氧化氮转化为二氧化氮后被水吸收,最后使二氧化氮尽可能多地被水吸收。
三、实验装置及操作
1.氧气的制取(如图1)
在一支具支试管中加入少量的二氧化锰,用一支20 mL的注射器吸入10 mL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20 mL的针筒收集10 mL的氧气备用。
2.二氧化氮的制取及溶于水(如图2)
图2
将广口瓶装满已煮沸过的蒸馏水,在已标有刻度的硬质玻璃管(约40 mL)中装入3 mL浓硝酸。在玻璃导管上缠绕约20 cm长的铜丝,塞上橡胶塞,将硬质玻璃管倒置,铜丝与浓硝酸接触,反应迅速进行,硬质玻璃管中立即产生大量红棕色的气体,空气被排出,气球逐渐胀大,广口瓶中的水沿着玻璃导管缓慢上升。当玻璃导管中的水进入硬质玻璃管时,红棕色气体立即消失,广口瓶中水迅速进入硬质玻璃管,液面约为硬质玻璃管的六分之五(33 mL刻度处),气球又逐渐变瘪。用针筒向硬质玻璃管中注入少量氧气,无色气体变为红棕色,硬质玻璃管中液面继续上升。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,最终液面基本充满整个硬质玻璃管。
四、实验现象与分析
1.实验现象
①铜丝与浓硝酸剧烈反应,生成大量的红棕色气体,把硬质玻璃管中的空气排到气球中,气球变大。
②待铜丝与浓硝酸停止反应后,硬质玻璃管中充满红棕色的二氧化氮气体,导管中的水面缓慢上升至最顶端的导管口后,大量的水涌入硬质玻璃管中,红棕色消失,此时液面高度为硬质玻璃管的5/6。
③注入氧气后,气体由无色变为红棕色,水面上升后,气体由红棕色变为无色。反复通入氧气,可多次观察到气体由五色→红棕色→无色及水面上升的现象,最终水面几乎充满整个硬质玻璃管。
2.实验分析
①二氧化氮被水吸收后产生的一氧化氮可以通过反复注入氧气的方法,使其转化为二氧化氮后再次被水吸收,最终达到尽可能多地使二氧化氮被水吸收的目的。
②铜丝与浓硝酸反应生成的二氧化氮将硬质玻璃管中的空气排入气球的过程中,由于空气不能完全地排干净,其中的氧气将初步生成的NO氧化成。故硬质玻璃管中初次的液面上升高度不是总体积的2/3,而几乎达到5/6。
③硬质玻璃管中的溶液不能完全充满整个体积,空隙部分的气体可能为(与可相互转化)和空气的混合物。
五、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,才能将硬质玻璃管中的空气尽量排放到气球中。
③整个装置尽量不要漏气,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,使乳胶管可反复使用多次。
六、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实际意义。
七、实验启示
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验的作用是其他任何教学手段所无法取代的。化学实验具有直观、丰富、有趣的现象,能激发学生的好奇心和求知欲,让学生体验到惊喜和兴奋的感觉,从而增强学习化学的兴趣。本人所设计的“二氧化氮与水的循环吸收反应”实验既是一个定性实验,使学生在实验情境中建构一氧化氮、二氧化氮的化学性质;又有对“量”的研究和控制,能培养学生严谨、求实的科学态度和质疑、创新的科学精神,还能够培养他们变量控制、测量、数据的收集和处理、误差分析等重要的科学方法。
除了二氧化氮与水的循环吸收反应可以设计成连续进行的化学实验,另外实验室制取氯气及氯气性质实验、二氧化硫的制取及性质实验、二氧化碳的制取及二氧化碳与过氧化钠反应的实验等,都可以设计成连续进行的环保、简易的化学实验,以避免有害气体对空气的污染。因此,加强化学实验教学,积极探索、改进、创新组合设计化学实验,以充分发挥化学实验的教育教学功能是我们每一位化学教师的责任。
作者介绍:岳云华,广西师范大学(541004)。
范文二:_二氧化氮与水反应_的实验探究
黄健培
( 广东开平市第一中学 529367)
摘要在探究教学中 ,我们自制了“二氧化氮与水反应”微型实验装置 ,并引导学生对 N O的制 2
取 、收集 、N O2 与水反应的定性和定量等方面进行实验探究和理论分析 ,使学生体验化学研究过程 ,
激发学习化学的兴趣 ,较好地探索和验证了氮化物存在的多种形态和反应体系的复杂性 。
关键词 新课程 二氧化氮 氮化物 实验探究
从 2004 年秋开始 ,化学学科的新课程实验已在,反应完毕 ,玻璃筒内仍余有 1/ 3 体积的气的水槽里 广东省普通高中全面推行 。其要旨是 “: 通过以化学 体 ,液面上升 2/ 3 。”这是从以往教材出发容易形成 实验为主的多种探究活动 ,使学生体验科学研究过 的误解 。以下 N O与水反应实验探究将有助于帮2
助学生消除误解 ,理解问题的实质 。 程 ,激发学习化学的兴趣 ,强化科学探究的意识 ,促
进学习方式的转变 ,培养学生的创新精神和实践能 1 氮氧化物的存在形态 [ 1 ] 力”。而新课程实验的成败关键在于与新课程结
1 . 1 通常情况下氮氧化物的存在形态 构配套的教学改革的 探 索 。本 文以 教材 中 常见 的
[ 2 ] 通常情况下不可能有纯的二氧化氮,中学化 “二氧化氮”内容为例展开讨论 。
“二氧化氮”的内容是化学教程的重头戏 ,它分 学教材中多次出现 2N O2 N2 O4 的可逆反应 ; 大
学 教 材 中 更 标 明 了 这 个 反 应 的 温 度 范 围量不亚于 H、O、CO、Cl等 。普通高中课程标准 2 2 2 2
264 K,413 K ( ) 实验教科书《化学 1 必修》在编排二氧化氮上 ,改 () 2N O2 N2 O4 ,温度低于 0 ?时 ,几乎只 变了以往只重知识 ,不重过程的编排原则 ,以全新的 ( 有 N2 O4 ,温度高于 140 ?时 ,又几乎只有 N O2 高于 “科学探究”形式呈现 , 非常符合 科学 的 探究 原则 。 ) 150 ?时 ,N O分解为 N O 和 O, 而 NO在不同 2 2 2 4 可惜教材对它的介绍不多 ,学生对 N O的认识较肤 2 温度下的离解率如表 1 所示 。 浅 ,很多学生以为 “: 集满 N O的玻璃筒倒扣在盛水2
表 1 N 2 O4 离解率随温度的变化
温度/ ? 26 . 7 35 . 4 39 . 8 49 . 5 60 . 2 70 . 0 80 . 6 90 . 5 100 . 1 121 . 5 135 . 0
离解度/ % 19 . 96 25 . 65 29 . 23 40 . 04 52 . 84 65 . 57 76 . 61 84 . 83 89 . 23 95 . 23 98 . 69
可知 ,在 通 常 情 况 下 不 可 能 有 纯 净 的 N O, 只 有2 实验探究2 N O、NO的平衡混合物存在 , 比如 , 室温下 , N O 2 2 4 2
化学实验是进行科学探究的主要方式 ,它的功 的含 量 约 为 平 衡 混 合 物 的 1/ 5 , 有 大 约 4/ 5 是
能是其他教学手段无法替代的 。实验教学有利于启 NO。 2 4 迪学生的科学思维 ,揭示化学现象的本质 。教师要 1 . 2 存在于铜与浓硝酸反应体系中的氮氧化物形态 注意改进传统的实验教学 ,精心设计各种探究性实 考察 Cu 与浓硝酸反应 ,随着反应的进行 ,硝酸 验 。为了更好地认识上述事实 ,使学生体验化学研 越来越 稀 , 产 物 中 有 N O、NO和 N O 等 多 种 成2 2 4 究过程 ,激发学习化 学 的兴 趣 , 强化 科 学探 究的 意 [ 3 ] 分 ,可能发生的反应有: 识 ,结合我们的实验条件 ,我们设计了如下一套关于
N O的制取 、收集和性质的实验 , 并组织学生参与 2 3 + N O 2 HN O? 3N O2 + H2 O
实验探究 ,在教学中取得了理想的教学效果 。现将 3 + 2N O 4 H N O? 3N2 O4 + 2 H2 O 我们的实验探究介绍如下 。 2 2 H N O? N O + N O2 + H2 O
2 . 1 实验装置 ? 2N O+ HOH N O3 + H N O2 2 2
( )本探究实验在自制的微型反应装置 参见图 1
“理解和实施高中化学新课程”专刊2005 年《化学教育》增刊〃142 〃
中进行 。的性质
关闭止水夹 1 和止水夹 2 ,拔开尖嘴上橡皮塞 ,
让空气从尖嘴进入 ,一会儿后 ,出现红棕色气体 ,待
针筒内的气体全部变红棕色后重新塞紧橡皮塞 ,再
( ) 挤压胶头滴管 ,可观察液面的上升情况 ; 重复 5实
验 ,可作定性和定量说明 。
3 结果与讨论
() 1关于 N O与 水反 应 的 定 性 和 定 量 问 题 探 2
究 ,由于常规难以制得纯净的 N O, 虽然不影响定 2 图 1 自制的“二氧化氮与水反应”探究实验微型反应装置
性实验 ,但影 响 定量 实验 , 直 接影 响 实验 误差 。因 2 . 2 装置的优点 ( 此 ,如何制得纯净的 N O,就成了本实验成败 减少 2 () 1实验装置简单 ,操作简便 ,课前准备好制取 ) 误差的关键 。而采用向上排气法收集 N O, 有利 2 N O的药品和仪器 ,课上只需操作两个止水夹和胶 2 于排 尽 玻 璃 筒 中 的 空 气 , 从 而 收 得 比 较 纯 净 的 头滴管即可 , 所有的 现象 明 显直 观 , 既可 作 定性 说 N O。2
明 ,又可做定量测定 。 () 2在多年的探究教学中 ,我们认真地做了多次
() 2实验装置密闭 ,气体不易扩散到空气中 ,不 二氧化氮溶于水的实验实践与 理论探究 ,有助于学 易造成污染 ,通过抽动铜丝还可控制反应 。 生认识 ,我们认为 ,二氧化氮与水的反应是非常复杂
() 3气体颜色 、溶液颜色变化明显 ,液面上升可 的 ,除了前面提到的 ?, ?反应以外 ,可能还有 N O 做定量测定 ,实验成功率高 ,需时较少 ,容易观察 , + N O= NO和 NO+ HO = 2 H N O反应等 。 2 2 3 2 3 2 2 容易调动学生的探究兴趣和积极性 。 () 3反应完毕 ,针筒内余气的体积远远小于原气 2 . 3 实验步骤及现象 体体积的 ,液面上升远远大于原气体体积的 ,且液
() 1依图 1 装置连接好仪器 ,并检查装置的气密 面最终上升的高度受收集气体的温度 、压强和杂质 性 ; 成份的影响 , 本实验若用排真空法收集 N O, 可提 2
() 2在具支试管中加入约 20 mL 的浓硝酸 ,插入 高 N O的纯度 ,但不利于实验操作 ,这些问题有待2 带铜丝的橡皮塞 ,塞紧试管口 ,关闭止水夹 2 , 打开 于今后进一步探究 。
止水夹 1 , 把 铜丝 插入 浓 硝 酸 中 , N O的 制 取 即 开 2
始 ,N O从下往上充满针筒 ,空气从尖嘴排出 ;2 结束语4 () 3待针筒全为红棕气体后 ,抽起铜丝 ,用橡皮
探究式教学是高中化学教学的新亮点 ,近两年 塞塞紧针嘴 ,关闭止水夹 1 ; 来 ,我们结合素质教育 、研究性学习和新课程实验 , (4) N O与水的反应 2 积极开展探究性学习 ,特别是开展探究性实验 ,大大 打开止水夹 2 , 挤压胶头滴管 , 让水进入针筒 , 调动了学生学习的积极性 ,体味探究 ,体味知识的获 红棕色消失 ,石蕊试液喷入针筒 ,形成美丽的喷泉 , 得过程和方法 。长期以来 ,在我们对 N O的性质教 2
学探究中 ,我们体会到 : 知识来源于实践 ,只有科学 溶液呈红色 ,但针筒内仍有一定量体积的无色气体 ,
地实践 ,敏锐地观察 ,大胆地创新 ,丰富地想象 ,逻辑 可记录该气体的体积及液面上升的高度 ,从而进行
地推理 ,科学的本质才可以在我们的大脑中形成 ,也 ) ( 定量研究 。据 此 实 验 , 结 果 如 表 2 室 温 : 18 ?所 才会有探究成功所带来的喜悦 。 示 。 参 考 文 献 表 2 NO与水反应后气体体积的测定 2
针筒内剩余 编号 针筒的体积/ mL 液体的体积/ mL ( ) [ 1 ] 普通高中化学课程标准 实验. 北京 :人民教育出版社 ,2003 气体体积/ mL 刘怀乐. NO在教学中值得注意的几个问题. 中学化学教学参 [ 2 ] 2 1 80 . 0 16 . 0 64 . 0 ( ) 考 ,2004 , 1:96 - 97 . 2 80 . 0 13 . 5 66 . 5 刘怀乐. NO 、NO性质实验教学中的几个问题. 中学化学教学 [ 3 ] 2 3 80 . 0 14 . 5 65 . 5
4 80 . 0 13 . 5 66 . 5 实证与求索. 成都 :西南师范大学出版社 ,2002 5 80 . 0 13 . 5 66 . 5 宋心琦主编. 普通高中课程标准实验教科书 〃化学 1 ( 必修) . [ 4 ] 6 80 . 0 13 . 0 67 . 0 北京 :人民教育出版社 ,2004
() 2N O的反应 ,并探究 N O5演示 2N O + O2 2
范文三:化学创新实验:如何使二氧化氮被水完全吸收
化学创新实验:
如何使二氧化氮被水完全吸收
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、实验仪器及试剂:铁架台 铁圈 烧杯 烧瓶 胶头滴管 直导管 90°弯管 三孔塞
铜 浓硝酸 石蕊 氧气 水 止水夹
四、实验仪器装置图:1.装置图
2.实验原理 3 NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO
2
3.仪器组装: 三孔塞上装有直导管,60°弯胶头滴管,90°弯管
五、实验操作:1.收集满一烧瓶二氧化氮塞紧三孔塞。2打开止水夹A,挤压胶头滴管,使水喷入烧瓶。3.看到烧杯中紫色石蕊立即喷入烧瓶,形成美丽红色喷泉。4当烧瓶内喷泉停止后,关闭止水夹A,打开止水夹B,通入氧气,烧瓶内又出现红棕色。5关闭B打开A,此时又形成美丽的喷泉。 这样反复操作几次,二氧化氮就能充分地被水吸收。
六、装置改进的意义:经过多次的氧化和吸收,二氧化氮可以比较完全地被水吸收,尽可能多地转化为硝酸。在教学上,验证了一氧化氮和二氧化氮的性质;在工业生产上,这样做既能提高硝酸的产率,又能减少二氧化氮排放对空气造成污染。
范文四:二氧化氮与水反应的微型实验_戢明
*
二氧化氮与水反应的微型实验
*
戢 明*
()河南省基础教育教学研究室 河南郑州 450016
摘要 利用气体实验微型装置设计了二氧化氮与水反应的一个定量化的微型实验,能够使二氧化氮多次被水吸收转化为硝酸,适宜学生独立实验操作,较好地实现了实验探究活动目标。
关键词 气体实验微型装置 二氧化氮 水:1/DOI0.138843807hx.2015040027.1003-jyj
二氧化氮被水吸收生成硝酸是人教版高中化学
必修教材《化学1》第四章“非金属及其化合物”中的科学探究实验,要求学生设计实验装置,使二氧化氮尽可能多地被水吸收,通过实验了解工业上生产硝酸的原理。二氧化氮一次吸收转化率只有/23,为了达到理想的实验效果,在二氧化氮第一次被水吸收之后,要补充氧气,使剩余的一氧化氮转化为二氧化氮再次被水吸收。如果用常规的仪器进行实验,装置复杂,操作存在一些不便之处。二氧化氮是有刺激性气味的有毒气体,如果泄漏,还会造成污染,不利于学生独立操作。
有研究者利用带刻度的玻璃管作为二氧化氮的如图1发生和吸收装置,设计的定量化实验方案(
[1]
所示)较好地解决了以上实验难题。该实验在一
Fi.1 Nitroendioxidewasabsorbedbwater ggy
图1 二氧化氮被水吸收
个密闭装置中实现了二氧化氮的多次充分吸收,简化了实验操作,避免了二氧化氮泄漏,消除了实验污染。不足之处是该实验不容易控制,实验开始之后,二氧化氮的制取、装置内空气的排除以及二氧化氮被水吸收、水的倒吸等一系列实验是连续发生的。当铜与浓硝酸的反应停止以后,二氧化氮被水吸收,体积减小,广口瓶中的水被倒吸进玻璃管中。由于二氧化氮的发生和吸收装置的一体化,实验结束后,玻璃管内所得液体里既有铜与浓硝酸反应生成的硝酸铜,还有剩余的硝酸以及二氧化氮被水吸收后生成的硝酸,是3种物质的混合物,所得废液只能处理后排放,不能二次利用。另外,该实/验第一次吸收后液体体积为玻璃管容积的56,与/理论值23有差别,一定程度上缺乏说服力。
气体实验微型装置是国家教育行业标准《高中理科教学仪器配备标准》规定的必配专用仪器(编),主要包括单球管、集气管、
实验操作号:26019
台等一系列配套器材,是一套综合化的实验仪器,广泛适用于与气体有关的实验。利用这套仪器设计了制备二氧化氮并使二氧化氮被水充分吸收的微型实验,较好地解决了以上实验难题,实现了定量化实验,方便了实验操作,取得了较好的教学效果,现介绍如下,供教学参考。
1 实验原理
浓)Cu+4HNO=3(
(CuNO2NO2H2O3)2+2↑+
3NOO+2HNO2+H2O=N32NO+O2NO2=2
2H2O2H2O+O22↑
MnO2
2 实验用品
单球管2个、多用滴管3只、T形管、弯头导、烧管、单孔橡胶塞、带刻度的玻璃管(30mL)
杯、实验操作台、水止夹、活塞、酸度计(Hp)、洗耳球。计,分辨率0.1
)十二五”规划2013年度教育部重点课题:中学化学新课程实验教学创新研究(DHA130271*全国教育科学“
:ailshxm@163.**通信联系人,E-mjyj
铜丝、浓硝酸、二氧化锰、过氧化氢溶液(约、稀氢氧化钠溶液、蒸馏水(5%~10%)45~
。50℃)
铜和浓硝酸反应停止后,单球管内就没有气泡产生了。这时,将氢氧化钠溶液换成煮沸过的蒸馏
[2]
。再滴入1滴浓硝酸,补水(温度约45~50℃)
3 实验装置
根据以上实验原理,利用单球管、带刻度的玻璃管等仪器设计的实验装置如图2所示(图中省略。其中导管下端所连为了实验操作台和夹持仪器)
多用滴管的吸泡部分,在吸泡上用针扎有许多小孔,以使尾气被充分吸收
。
充制取少量的二氧化氮,二氧化氮会通入水中,和水接触发生反应,被水吸收,装置内二氧化氮气体体积慢慢减少,导管内水面逐渐上升。
关闭水止夹,将二氧化氮的发生装置和吸收装置隔离。水被倒吸进玻璃管内,玻璃管内液面逐渐,红棕色逐渐变淡,最后变为无上升(速度加快)色。当液面停止上升后,记录液面的刻度L1,约为10mL。
此时,玻璃管内液体的体积约占玻璃管容积的/13。二氧化氮第一次被水吸收实验结束。4.3 制取收集氧气
用单球管、多用滴管等组装一个微型气体发生装置,如图3所示,利用二氧化锰的催化作用使过
3]
。氧化氢溶液分解,制备氧气[
Fi.2 Microscaleexerimentofreactionbetween gp
nitroendioxideandwater g图2 二氧化氮与水反应的微型实验
4 操作步骤
4.1 检查装置的气密性
如图2所示,组装连接仪器,在带刻度的玻璃管上端管口塞1只带有活塞的橡胶塞,关闭活塞,打开水止夹,挤压多用滴管的吸泡,烧杯内液面下出现气泡,说明装置不漏气。4.2 制取、收集二氧化氮
多用滴管内吸入不超过1mL浓硝酸后,插入带有橡胶管的支管内(多用滴管和支管之间密封连,将单球管固定在实验操作台上,加入约1g接)
铜丝,用带有弯头导管、T形管的橡胶塞塞紧管口,导管下端插入盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中,T形管上端用橡胶管连接好带刻度的玻璃管。玻璃
管上端管口塞1个带有活塞的橡胶塞。
打开活塞和水止夹,首先滴入1滴浓硝酸,立即发生反应,生成红棕色的二氧化氮气体。反应停止后,再滴1滴浓硝酸,继续制取二氧化氮气体。就这样逐滴滴入浓硝酸,制取二氧化氮。生成的气体逐渐将装置内的空气排出,用向上排空气法收集在玻璃管中。二氧化氮充满玻璃管后,立即关闭玻璃管上端的活塞。这时,反应可能并没有立即停止,多余的二氧化氮会沿导管向下通入烧杯中,被氢氧化钠溶液吸收。
Fi.3 Microscaleexerimentforrearationandcollectionofoxen gpppyg
图3 制备收集氧气的微型实验
将单球管固定在实验操作台上,加入少量二氧化锰,滴入少量水均匀润湿。多用滴管内吸入4mL过氧化氢溶液,插入单球管的支管内(2者之
。逐滴滴入过氧化氢溶液,间用橡胶管密封连接)
产生的氧气将单球管内的空气尽量完全排除。这时,在导管上连接好塑料袋,继续制取氧气,将氧气收集在塑料袋中,备用。4.4 气体的二次吸收
将充满氧气的塑料袋连接在玻璃管上端的导管上,小心地打开活塞,玻璃管内的水倒流进烧杯中,同时氧气被吸到玻璃管内,和剩余的一氧化氮气体反应,又重新生成二氧化氮,出现红棕色。当液面下降到接近15mL位置时,立即关闭活塞。
接着,玻璃管内的水面又开始慢慢上升,红棕色又逐渐褪去。
重复以上操作,使少量氧气再次进入装置,剩余的一氧化氮再次转化为二氧化氮并被水吸收。4.5 尾气的吸收
当装置内剩余少量气体时,停止实验,取下塑
料袋,打开活塞使玻璃管内的液体回流至烧杯中。再关闭活塞,取下多用滴管,打开水止夹,用洗耳球对着支管向单球管内慢慢反复吹气,使剩余的尾气被水充分吸收。4.6 产物的检验
用pH计检验烧杯中所得溶液的酸性。
再排放,处理方法参考文献3第四章有关内容;二氧化氮被水吸收后所得稀硝酸溶液也可以多次重复利用,可以不断提高其浓度。
()本实验是一个定量化的微型实验,为了方3
便,玻璃管的0刻度要设置在橡胶塞下端位置。实验过程中,每一次二氧化氮被水吸收后,都要注意观察记录液面刻度。
()打开活塞使氧气进入装置内时要控制好时4
机,操作要小心谨慎,使氧气的量约为剩余一氧化/氮体积的12,不要使氧气过量。实际上,氧气进入玻璃管后会很快和剩余的一氧化氮化合,为此,也可以将塑料袋内的氧气抽取到注射器内,用参考文献1所示方法分批注入玻璃管内,这样可以精确控制氧气的量。
参 考 文 献
[] 岳云华.教学仪器与实验,2):11009,25(55-16[] 刘怀乐.化学教学,2):72008(71-72
[] 彭实,李鸿.中学化学实验绿色化研究.北京:人民教育3
出版社,2013:73
5 注意事项和说明
()使用浓硝酸时要注意安全,避免粘在皮肤1
或衣服上。把吸取有浓硝酸的多用滴管插入支管时,建议这样操作:用剪刀剪去多用滴管导管多余部分,留下部分长约3cm,在吸泡前端套上一段橡胶管,然后吸取少量浓硝酸。使多用滴管颠倒过来,导管口向上,用右手捏住橡胶管部分,左手握住单球管,使支管口润湿后,边旋转边慢慢用力,将多用滴管插入支管中,使2者密封连接。()实验废气、废液的处理:实验过程中尽量2
避免二氧化氮泄露到空气中,以免造成空气污染;单球管中的二氧化氮不会被水吸收,实验结束后要用洗耳球吹出,充分吸收;所得铜与浓硝酸反应废液不能直接排入下水道,要收集起来,集中处理后
MicroscaleExerimentofReactionbetweenNitroenDioxideandWater pg
**
JIMin g
(,)ElementarEducationTeachinResearchOfficeofHenanProvinceZhenzhou450016,China ygg
Abstracthisdesinedamicroscaleexerimentofreactionbetweenniaeruantitative T -gpppq
,troendioxideandwaterusinmicroscaleexerimentaaratusforrearinasbwhichni -ggpppppggy troendioxidecouldbeabsorbedbthewaterreeatedlandtransformedintohdroennitrate. gypyyg
’oalItwassuitableforstudentsindeendentexerimentaloerationtoachievetheofexerimen -gpppptalinuiractivities. qy
;;wrearinasKewordsicroscaleexerimentaaratusfornitroendioxideater m ppggpppgy
范文五:探究“二氧化氮与水反应”的实验设计
探究“二氧化氮与水反应”的实验设计
考试周刊2o104ag8~
探究”二氧化氮与水反应”的实验设计
邱洪志1李海英z
(1湖南省宜章县第一中学,湖南宜章424200;2湖南省桂阳县第一中学,湖南桂阳424400)
摘要:本文通过理论探讨NO与水反应原理,设计讨论
实验装置,并进行实验探究,最后得到优化实验设计方案的一
个科学探究案例.
关键词:NO与水反应实验设计实验探究
1.设计理念
以实验为基础是化学科的重要特征之一.化学实验对
全面提高学生的科学素养有着极为重要的作用,以化学实
验为主体的多种探究活动,能使学生体验科学研究的过程,
激发学习化学的兴趣.强化科学探究的意识.促进学习方式
的转变,培养创新精神和实践能力.因此,在教学中教师必
须强化实验的功能,改变以往的实验只是起演示和辅助的
作用,重视化学实验及化学实验探究,培养学生的创新思维
和实验设计,实验操作的能力;同时,化学教学内容要加强
与社会,生活,生产实际的联系,拓宽学生的视野;注重开阔
思路,综合运用化学及其他学科的知识引导学生分析和解
决有关问题.
2.提出问题
(1)根据NO气体,胸部有灼烧感,
进而可引起支气管炎,肺水肿,化学性肺炎.高浓度时出现呼
吸A.200ppm的NO在短时间内就可 吸困难,意识丧失而死亡.
死亡.
1952年12月5—8日骇人听闻的”伦敦烟雾事件”使飞机
被迫取消航班,汽车即使白天行驶也须打开车灯,行人走路
都极为困难.许多人感到呼吸困难,眼睛刺痛,流泪不止.伦
敦医院由于呼吸道疾病患者剧增而一时爆满,伦敦城内到
处都可以听到咳嗽声.仅仅4天时间,死亡人数达4000多人.
就连当时举办的一场盛大的得奖牛展览中的350头牛也惨
遭劫难.l头牛当场死亡,52头严重中毒,其中14头奄奄待
毙.2个月后,又有80oo多人陆续丧生.酿成伦敦烟雾事件主
要的凶手有两个:冬季取暖燃煤和工业排放的烟雾是元凶.
逆温层现象是帮凶.伦敦工业燃料及居民冬季取暖使用煤
炭,煤炭在燃烧时,会生成水(H,0),二氧化碳(CO,),,氧
化碳(CO),二氧化硫(SO,),二氧化氮(NO,)和碳氢化合物
(CxHy)等物质.
3.实验设计
(1)学生根据要求设计实验装置,写出主要操作步骤.
(2)比较,讨论:收集,展示有代表性的装置图,并由学生
简要说明设计意图和主要步骤;学生比较,讨论,修正,选出好
的方案.(有下列装置)
旨水Er.注入ol
U
ABCDE
讨论:A,B没有通人空气,有NO剩余,排到空气中造成环
境污染,NO没得到充分利用;
C,D,E通入了空气,能与生成的NO反应生成NO,基本符
合要求:
C中通人氧气,没必要,通空气就可以了,因为空气中有l/
5的氧气:
C,D中的空气通人方法:连接一个单向通的洗耳球,挤压
橡皮球使空气进入.
结论:符合要求的有C,D,E.
4.实验探究
学生分三组,分别用装置C,D,E做NO,与水反应的实验,
观察,记录现象完成实验后,分别由三组学生口头回答下表
表1
5.整理反思
(1)实验方案,装置设计的基本要求:科学性,安全性,可
行性,简约性.
(2)根据化学反应原理,把握物质的各项理化性质,综合
分析,全面考虑其它性质对此实验的影响.不但要考虑反应是
否完成,产品是否生成,还要考虑有害物质的处理,反应物的
充分利用,提高产量.勇于创新.
(3)化学实验方案设计需要师生紧密配合.首先,教师应具备
一
定科学探究的基本素养和能力,以自己的创新精神和理念培养
学生的创新思维,激发学生的科学探究欲望,提高学生的科学探
究能力;课堂上善于以知识提问题,然后以问题促思考,以问题促
探究,以探究激兴趣.其次,教师要充分利用教书中的实验,科学
探究,科学视野,科学史话,实践活动等拓展和开发学生探究,创
新活动资源,充分利用实验室,日常生活用品进行科学探究活动.
只有这样才能使科学探究活动更具有广泛性,适用性和创新性.
参考文献:
[1]人民教育出版社等编.普通高中课程标准实验教科书
化学(必修1).北京:人民教育出版社,2007:91—92.
[2]人民教育出版社等编.普通高中课程标准(实验).北
京:人民教育出版社.2007:2.
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