文档介绍：铜与浓硫酸反应实验的改进摘要:在现行版实验的基础上, 对其他关于铜与浓硫酸反应实验的装置进行分析比较,并且提出和设计了新的铜与浓硫酸反应实验的装置。关键词:实验装置;改进 1 问题的产生铜与浓硫酸反应的实验是学****浓硫酸重要性质的传统实验。苏教版高中化学教材必修 1 中,安排的实验操作是:将一小块铜片放入试管中,然后加入 2m l 浓硫酸,用如图 1所示的实验装置[1]进行实验,观察实验现象。从而让学生总结出浓硫酸具有强氧化性和强酸性的性质,并掌握 SO 2的强氧化性的性质。图1 在用这个装置进行实验的过程中,其不足之处主要表现为:(1) SO 2极易溶解于水,在停止加热时,会产生倒吸现象,致使反应的试管炸裂,由于反应物为浓硫酸,泄露会对师生产生威胁,具有安全隐患;(2)用铜片和浓硫酸反应,加热时反应较难控制,反应试管中会产生大量白色烟雾,并不利于实验现象的观察; (3 )试验装置都是试管,比较难于固定,而且装置过于复杂,不利于操作,真正实验时往往会让人手忙脚乱;(4)在反应结束后,拆卸装置时仍会有部分 SO 2 泄露,不符合绿色化学的要求。 2 文献里关于改进后的实验装置查阅其他关于铜与浓硫酸反应的实验,下列装置从不同的方面改进了原有的实验设计,给实验的改进提供了一些新思路和有益的借鉴。从实验所用的铜来划分,有铜片和铜丝两种,以下是铜片和浓硫酸的反应: (1)第一种装置用浸有 Na 2 CO 3 溶液的棉花来吸收多余的 SO 2,杜绝了倒吸现象的发生,但是控制不好的话,品红溶液还是有倒吸的可能,另外铜片在加热时会上下翻动,还会有黑色的副产物产生,控制不好浓硫酸与铜片的量,就会影响实验现象的观察[2]。(图 2) 图2图3 ( 2 )第二种装置把溶液都换成了浸有该溶液的棉花,现象都会观察到,装置简便,但是与上述装置存在同样的问题,铜片在反应中不好控制,另外,由于所有的棉花团都塞在一只试管中,准备实验比较复杂,在反应结束后棉花通常很不容易拿出[3]。(图 3) ( 3) 第三种装置增加了安全装置,并用 NaOH 溶液吸收多余的尾气,此装置的优点是可以观察到 SO 2的氧化性和酸性,但是事实上,一旦停止加热,控制不好,紫色的石蕊试液会先倒吸,而且此装置过于复杂,试管太多难于固定,不利于师生实验操作[4]。(图 4) 图4以下是利用铜丝和浓硫酸反应的装置: (1) 第一种装置在把浓硫酸加热以后,把铜丝下放到溶液中,反应易于控制, 而且现象明显,不会产生副产物,尾气部分做了改进,不会发生倒吸现象,但是装置中间部分比较复杂,不符合化学实验中的简易性原则,而且具体操作起来并不方便[5]。(图 5) (2) 第二种装置用蓝色石蕊试纸和品红试纸代替了石蕊溶液和品红溶液,将整个实验装置简化了,操作起来比较方便。但是反应时由于所有检验性的试纸都在反应试管中,在观察实验现象时并不明显[6]。(图6) 图5图6 3 笔者改进后的简易实验装置鉴于以上原因,笔者根据中学化学实验的安全性原则、目的性原则、简易性原则、直观性原则、可靠性原则和科学性原则,对实验进行了改进。 实验用品浓硫酸、细铜丝、品红试纸、蓝色石蕊试纸、 KMnO 4溶液、小白布条、 5%NaO H 溶液、棉花、双球干燥管、试管、导气管、酒精灯、铁架台、橡皮塞等。 实验装置图如图 7所示,铁架台省略图