铜与浓硫酸反应实验的绿色微型化设计

河北栾城中学 冀红霞 臧忠良

铜与浓硫酸反应实验的绿色微型化设计

河北栾城中学 冀红霞 臧忠良

鉴于课标对化学实验的要求，笔者对铜与浓硫酸的实验进行了重新设计，做到了实验装置设计绿色化、微型化，实验操作简单、现象明显、安全环保，最大程度地减少了污染物的排放。

铜与浓硫酸反应 绿色化微型化 实验设计

铜与浓硫酸的反应是中学化学重要实验之一，做好本实验能让学生更好地认识浓硫酸的强氧化性，加深对氧化还原反应的理解。现行高中化学教材中，该实验主要存在以下三个不足：

①装置设计中导管伸入到品红溶液中，进行实验时容易造成倒吸；

②实验过程中生成的SO2会通过穿铜丝的凹槽逸出，实验完成后装置中残留的SO2会在拆卸时排放，造成污染；

③反应过程中不能明确观察到硫酸铜的蓝色溶液。

为了改进这些不足之处，节约实验时间，笔者特设计了一套微型化实验装置。

西林瓶又称模制注射剂瓶，是一种胶塞（可使用翻口乳胶塞）封口的玻璃材质的小瓶子。这种胶塞的弹性很好，可以轻松抽拉铜丝且不易造成漏气；同时西林瓶的玻璃材质有很好的耐热性，加热时不易造成破裂。鉴于该装置的以上优点，笔者尝试用西林瓶代替试管做反应装置进行实验设计，取得了良好的实验效果。

一、实验仪器及药品

5m1注射器，20m1注射器A和B，西林瓶，镊子，酒精灯，细铜丝，浓硫酸，品红试纸，10%N aO H溶液。

二、实验装置图

先把西林瓶塞上乳胶塞，将注射器A插入乳胶塞，用注射器B吸取一定量蒸馏水也插入乳胶塞注入西林瓶内，可以观察到A中活塞上升。静置一段时间，将注射器A的活塞向下推动把空气推入西林瓶内，可观察到B中活塞上升同样的高度，则证明装置气密性良好。

取下乳胶塞并拔下注射器A和注射器B的活塞，用镊子将一块儿湿润的品红试纸贴在注射器B的内壁并装上活塞；倒出西林瓶内的蒸馏水，用另一支5m1的注射器吸取2m1 80%的浓硫酸注入西林瓶中，塞好乳胶塞；最后将一根细铜丝插进乳胶塞，按如图所示连接好装置。

三、实验操作步骤及现象

1.先用酒精灯直接加热西林瓶至浓硫酸溶液出现明显的对流后，将细铜丝插入浓硫酸中，可以观察到反应立即发生并在铜丝表面产生大量气泡。

2.继续加热，可以观察到品红试纸逐渐褪色，注射器B中的活塞慢慢向上移动，浓硫酸溶液逐渐变蓝并生成了极少量的黑色固体。该过程非常直观的证明了铜与浓硫酸反应生成了SO2和硫酸铜，而反应中生成的SO2全部被收集在注射器B中。

3.当观察到品红试纸完全褪色时，向上拉铜丝使其与浓硫酸分离，同时撤去酒精灯进行冷却。

4.待装置冷却后，用注射器A吸取适量NaOH溶液注入西林瓶中，然后将注射器B的活塞缓缓向下推动直至SO2气体全部被碱液吸收。

四、本实验设计的优点

1.本实验设计用带翻口塞的西林瓶代替试管进行实验，密封性很好，可以有效防止SO2的外逸。

2.这套装置设计精巧、操作简便，减少了药品的用量，缩短了反应时间，实验现象直观，大大增强了实验的效果。

3.本实验的尾气处理过程，既处理了反应剩余的酸性废液，又能充分吸收装置中残留的SO2气体，最大程度地避免了在装置拆卸过程中造成的环境污染。

[1]童标.关于铜与浓硫酸反应的再探究[J].化学教与学.2013.（10）：76—78

[2]伍强、胡凤扬.浓硫酸与铜反应实验的绿色化改进[J].化学教学.2014.（6）：49—50