《氮的重要化合物相互转化的实验设计》
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摘 要：本文在教师的引导下,学生以氨气的喷泉实验为模型,进行了氮的重要化合物相互转化的实验设计,实现了实验的微量化、安全化和绿色化,充分培养了学生实验探究与创新意识.通过有毒气体NO2的吸收实验,强化了学生的环保意识,增强了学生的社会责任感.
关键词：二氧化氮；一氧化氮；喷泉实验
人教版高中化学必修一第四章中,有多种化合价的非金属元素成为了考试的热点.其中,以氮及其化合物为例,教材中涉及到了NH3、NO、NO2、HNO3、铵盐等的制备、性质检验及相互转化,但由于物质毒性较强,不利于学生健康,往往无法在课堂中实现,更很难让学生参与到实验探究过程中.本文在教师引导下,学生参考教材中氨气喷泉实验的基本操作,采用实验室常见仪器对NO、NO2的制备、性质检验及气体之间的相互转化进行实验设计和实验探究.该探究过程既强化了学生对教材知识的掌握情况,又培养了学生实验探究与创新意识,更让学生了解有毒气体的尾气处理的必要性,增强了学生的环保意识和社会责任感.
一、 二氧化氮的制备、二氧化氮与一氧化氮的转化
实验装置如圖1,检查气密性后,在装置中分别放入对应试剂.关闭K3,打开K1、K2,将铜丝伸入浓硝酸中,具支试管中产生大量红棕色气体.气体经导管进入圆底烧瓶中,用向上排空气法收集红棕色气体NO2.一段时间后,圆底烧瓶内集满NO2气体后,气体经长导管进入烧杯,将铜丝提起,使之离开液面,关闭K1,导管中液面不断上升,液体进入圆底烧瓶.当烧瓶中液面上升至约三分之二处,液面不再发生变化,且烧瓶中红棕色消失.关闭K2,打开K3,将少量氧气通过注射器注入烧瓶中,无色气体立即变为红棕色.关闭K3,打开K2,液面继续上生,红棕色气体消失.反复几次后,瓶内充满液体.用pH试纸检验烧瓶中液体,试纸显红色,说明溶液呈酸性.以上操作中经历以下反应历程：
二、 二氧化氮的喷泉实验
实验装置如图2,检查气密性后,在装置中分别放入对应试剂.打开K1、K2,将铜丝伸入浓硝酸中,具支试管中产生大量红棕色气体.气体经导管进入圆底烧瓶中,用向上排空气法收集红棕色气体NO2.一段时间后,圆底烧瓶内集满NO2气体后,气体经长导管进入烧杯,将铜丝提起,使之离开液面,关闭K1,导管中液面不断上升,液体迅速进入圆底烧瓶,瓶内形成喷泉,烧瓶中红棕色消失.以上操作中经历以下反应历程：
该实验设计所用装置简单易得,实现了实验微量化、安全化和绿色化,可应用于课堂实验展示和学生实验探究.实验过程在密闭体系中进行,可操作性强,试剂用量小,实验现象明显.微量实验的设计过程增强了学生对化学的学习兴趣和科学探究意识,提升了学生的科学探究能力.有毒气体的吸收实验,增强了学生的环保意识和社会责任感.
综上所述,在教师的引导下,学生进行了氮的重要化合物相互转化的实验设计和实验探究,充分培养了学生的化学学科素养.（指导老师：陈纯）
参考文献：
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[3]陈荣鑫,袁明华.铜与浓、稀硝酸反应微型实验设计[J].中学化学教学参考,2016（10）：55.
作者简介：
王柯欣,陈纯,陕西省西安市,陕西省西安中学.
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实验设计引用文献:
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