用一次性塑料手套改进浓稀硝酸和铜反应的对比实验

许国霞 蔡 俊

（江苏省丹阳高级中学 江苏 丹阳 212300）

一、设计意图

硝酸是高中化学重要知识点，是高考重点考点，浓稀硝酸和铜反应的对比实验的显著现象更是激发学生学习兴趣的兴奋点。分析苏教版必修一课本P100的演示实验，本人认为装置不轻便，另外有几点不足：

（1）浓硝酸与铜片的反应剧烈现象明显，红棕色气体能充满试管，将气体用排水法收集在集气瓶中，但由于反应快，产生的NO2量多，导致排水法收集有一定倒吸现象。

（2）稀硝酸与铜片的反应相对缓慢，产生的气体量少，试管内存在较多体积的空气，使NO易被试管中的氧气氧化而呈红棕色，观察不到无色气体，导致学生混淆浓、稀硝酸与铜的反应现象和反应产物。

（3）该方法不符合“绿色化学”理念。反应不能及时停止，只能等到硝酸或者铜片反应完，，造成对药品的浪费，且产生的NO2量大可能外逸污染空气；教师重复实验时需打开试管，但是试管内仍有大量有毒气体NO、NO2，会造成环境污染，损伤师生身体健康。教师课堂上对集气瓶中NO难用NaOH溶液处理掉，搬动集气瓶又不太方便，容易外逸污染空气，如果课后教师不认真处理，任其排放到空气中，对环境一样会造成污染。

我们教师在实验室做化学实验常常会戴的一次性塑料手套，是常用有五指的简易塑料手套，价廉物美轻便实用。由于它化学性质稳定，强度和韧性尚好，气密性尚强，储气、排气也非常方便，透明可视性强，便于观察实验现象，很适合有液体参加且不需要加热的化学反应，同时是天生的防污染装置，对于实验条件差的学校应该很有现实意义，比如用一次性塑料手套改进浓稀硝酸和铜反应的对比实验。

二、实验用品

一次性塑料手套，细绳，药匙，镊子，浓硝酸（约14mol／L）或稀硝酸（约 5mol／L），铜片，稀氢氧化钠溶液。

三、实验操作

在一次性塑料手套外再套上一个简易塑料袋，往内层塑料袋的大拇指中装入2小片铜，食指装入6L浓硝酸（约 14mol／L）或稀硝酸（约 5mol／L），另三指各装入氢氧化钠溶液约6mL。将两个塑料袋尽量抚摸平整，让空气排尽，袋口用一根细绳扎紧，确保不漏气。将大拇指中铜片分别倒入酸中，观察现象，反应过程中可不断振荡氢氧化钠溶液，并可以将硝酸移动流出，随时停止反应。过程图如下：

四、实验现象

（1）浓硝酸与铜反应迅速产生红棕色气体，产生的气体速率远远快于稀硝酸，手套迅速膨胀，溶液深绿色，振荡塑料袋，发现手套内气体体积不断减少，手套逐渐变瘪。

（2）稀硝酸放出的气体只有微量红棕色，手套膨胀得慢，溶液蓝色，反应结束后发现手套内气体体积有所减少。

五、实验优点

（1）装置材料轻巧，价廉物美，方便易得，操作简单方便，一看就会，便于普及城乡和各层次对象操作。

（2）通过手对塑料袋五指内液体流动性掌控，可控制反应的发生和停止，产生的有害气体较少。

（3）本实验属于微型实验，装置娇小玲珑，既节约了试剂（防止试剂的加入量过大，产生的气体过多而导致后续操作无法完成），一次性塑料手套是日常生活常见材料，本身就能激发学生浓厚兴趣，可视性强，现象又十分明显，充满趣味性，更激活了学生思维，在明显的实验现象下加强了不同浓度硝酸氧化性的对比。反应过程中可不断振荡氢氧化钠溶液，发现NO2体积明显减少，颜色明显变浅，直观了解NO2尾气处理方法。

（4）小小塑料袋拎上拎下很方便，由于五指内的三指装有稀氢氧化钠溶液，教师课堂上不需要再打开袋子特别处理。对稀硝酸产生的NO气体，只需要课后将塑料袋置于倒扣于空水槽内的烧杯中，捅破塑料袋上方，使NO与空气反应转化为NO2，被袋内NaOH溶液处理掉，没有气体的污染隐患问题。

六、几点注意

（1）装置材料事先要先检查是否漏气，为了防止气体体积膨胀而撑破一次性塑料手套，在简易塑料袋外要再套上一个简易塑料袋，每次实验前要将两个塑料袋尽量抚摸平整，让空气排尽，袋口用一根细绳扎紧，确保不漏气。

（2）药品浓硝酸选用69%的浓HNO3，稀硝酸经过实验，选用69%浓HNO3与蒸馏水以体积比1∶2．5混合较佳。用量均只需6mL左右，铜1－2片，药品过多会撑破一次性塑料手套，反应放热多又容易烫破手套。稀硝酸实验前可以先温热一会儿。

（3）用一次性塑料手套替代实验范围广，比如替代气球做碳酸钠与碳酸氢钠和盐酸反应的对比实验：大拇指内装固体粉末用量均为0．5g，食指装入4 mL稀盐酸（约1mol／L），另三指各装入石灰水、紫色石蕊试液、氢氧化钠溶液约6mL。方法同上，现象显著，操作更简便，又能有效避免气球的漏气造成的失败。