铜与浓硫酸反应的实验改进|浓硫酸和铜反应实验改进

　　拜读了刊物《实验教学与仪器》中2006年第1期戴明老师的《浓硫酸与铜反应的实验改进》和2009年第11期姚斌老师的《铜和浓硫酸反应演示实验的改进》后，笔者在感叹其设计新颖的同时，又感觉其中略有瑕疵。如戴明老师的实验中，装置内残留的二氧化硫气体无法全部排出而最终导致污染；铜丝质软，如果在橡胶塞上直接插入不方便，并且上下抽动铜丝时会使橡胶塞与铜丝的接触处漏气。在姚斌老师的实验中，如果铜丝在加热前就插入浓硫酸中，在反应过程中产生等量的二氧化硫气体消耗的铜和浓硫酸多（与铜和沸腾的浓硫酸反应相比）；要使品红溶液出现明显的褪色，必须产生较多的二氧化硫气体，而这也必然产生较多的污染。为解决上述问题，笔者设计了如下实验。�
　　一、实验仪器与药品�
　　铁架台(带铁夹)、双孔橡胶塞、具支试管、胶头滴管、硬质玻璃管、烧杯、长直导管、导气管、吸耳球、酒精灯、单孔橡胶塞。�
　　浓硫酸、铜丝(下端呈螺旋状)、氢氧化钠溶液、蒸馏水、品红试纸、蓝色石蕊试纸、火柴。�
　　二、实验装置图�
　　
　　三、实验操作步骤�
　　1.取一段铜丝，下端绕成螺旋状，将其上端从一胶头滴管尖嘴的末端穿过，直至穿透胶帽，将外露在胶帽处的铜丝上端打结，固定在胶帽上。然后在该胶帽外再套一完好的胶帽。�
　　2.按上图所示连接好装置，检验装置气密性（用吸耳球向长直导管中吹入空气，根据烧杯中氢氧化钠溶液中是否有气泡判断）。�
　　3.向大试管中加入约5�mL浓硫酸，加热(在加热前，铜丝先不要伸入浓硫酸内)。待浓硫酸被加热到沸腾时，用手指按压胶头滴管双胶帽处的铜丝，铜丝一与浓硫酸接触，反应立即发生。�
　　4.当硬质玻璃管中湿润的蓝色石蕊试纸变为红色，湿润的品红试纸褪为无色时，松开手指，铜丝自动弹回，脱离反应液，反应停止。然后移开酒精灯。�
　　5.用酒精灯加热放有褪色品红试纸的硬质玻璃管底部，可观察到试纸又恢复到了原来的颜色。�
　　6.用吸耳球从长直导管向装置内吹入空气，将残留在装置内的二氧化硫气体全部排出。�
　　7.试管冷却后，弃去上层液体，向其中滴加适量蒸馏水，可观察到美丽的蓝色溶液，现象非常明显。�
　　四、实验改进后的优点�
　　1.让铜丝穿过胶头滴管，会使铜丝在上下抽动时容易操作，且采用双胶帽，保证了装置气密性良好。�
　　2.改进后的实验，操作方便、气密性好，避免了操作中因倒吸现象引起的危险；�
　　3.反应可以随时控制，节约了药品；反应见效快，节约了实验时间；�
　　4.产生的二氧化硫气体被完全吸收，实现了绿色化学的零排放。�
　　改进后的实验，既将两位老师的优秀做法有机结合起来，又弥补了他们各自实验中的缺陷。�
　　(责任编辑 罗 艳）