有关NO和NO2化学性质的实验设计及问题设计

谢华

【摘要】针对NO与O2的反应、NO2与H2O的反应进行了实验探究，设计了一套简易实验装置。通过一系列连续密闭的实验，可清晰观察反应过程，实验现象明显，效果较好，并且解决了NO和NO2对大气有污染的问题。此实验可作为演示实验，更适用于学生分组实验，利于学生认识NO、NO2的化学性质，进一步提升学习化学的兴趣。

【关键词】NO与O2的反应 NO2与H2O的反应 实验装置设计 问题设计 实验教学

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0166-01

《化学课程标准》[1]要求：高中化学应有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新能力和实践能力。有关NO、NO2的化学性质在教材中未提及，只是提到了NO与O2、NO2与H2O的反应的化学方程式，并没有给出实验探究过程，且NO、NO2是大气污染物，对实验的操作有一定的制约性。为解决上述问题，通过反复探究实验，笔者提出了一套有关NO、NO2的简易实验装置。此实验设计可作为教师的演示实验，也同样适用于学生分组实验。该实验充分体现了学生是实验探究的主体，有利于学生加深对氮的氧化物性质的认识，进一步提升学习化学的乐趣。

1.实验原理

所需的NO可通过稀HNO3与Cu反应制取：

8HNO3（稀）+3Cu=3 Cu（NO3）2+2NO+4H2O，不需制取NO2.

NO的化学性质：2NO+O2=2NO2

NO2的化学性质：3NO2+H2O=2 HNO3+NO

2.实验仪器

医用输液吊瓶（100ml、塑料扁瓶，下同），医用注射器。

3.实验步骤及问题设计

1）实验前准备：在吊瓶中收集适量NO气体，加少量水呈无色。

注：由于吊瓶中有空气，收集的气体为红棕色，加水后，从无色的NO开始实验。

2）用注射器注入空气

【问题1】你观察到什么实验现象？（无色变为红棕色）

【问题2】你能解释现象并写出反应的化学方程式吗？（2NO +O2=2NO2）

3）用注射器注入少量水

【问题3】你观察到什么实验现象？（红棕色变为无色）

4）用注射器注入石蕊

【问题4】你观察到什么实验现象？说明生成了什么物质？

（溶液变红，说明生成了酸性物质，学生猜测可能为HNO3）

【问题5】吊瓶完全变憋了吗？

（说明还有其他气体生成）

5）用注射器再次注入空气

【问题6】你观察到什么现象，你能写出NO2与H2O反应的化学方程式？

（又由无色变为红色，说明生成了NO。综上所述，学生可以写出化学方程式）

6）用注射器注入氢氧化钠溶液进行尾气处理。

4.实验优点

1）该实验是在密闭状态下进行的，有效避免了空气污染；

2）该实验是微型实验，取材方便，操作简便；

3）该实验连续操作，完成多个探究实验。

5.操作注意事项

1）注意安全。为保证安全，可使用新的吊瓶，将其中的液体抽出即可。提醒学生注意不要被注射器的针头伤到。

2）收集的NO不需过多，输液吊瓶稍鼓起即可。

参考文献：

[1]普通高中化学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2003：1.