CN201897900U - 铜和硝酸反应的实验演示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铜和硝酸反应的实验演示装置，包括反应装置和气体吸收装置，所述反应装置包括装有硝酸的密闭反应容器、与密闭反应容器连通用于注入水或空气的注射装置和一端伸入密闭反应容器内的拉杆，所述拉杆伸入密闭反应容器内的一端上设有金属铜，拉杆抽拉控制金属铜伸入或脱离密闭反应容器内的硝酸液面，所述气体吸收装置包括装有吸收液的吸收容器，所述吸收容器与密闭反应容器连通；本实用新型能清晰演示出反应现象，并且不会漏气，避免环境污染，同时操作简单，易于控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铜和硝酸反应的实验演示装置。
背景技术
铜和硝酸的反应实验是现行高中化学教材中讲述硝酸氧化性时的一个重要演示实验, 同时也是教学大纲要求学生必须掌握的实验之一。教材上的实验演示装置存在以下缺陷：
1．在加水稀释进行稀硝酸氧化性探究时，NO2会泄露，污染环境，危害学生的健康；
2．开始生成的NO2气体通过排水法收集得到NO，而在转移集气瓶时就会漏气，也会造成环境污染；
3．铜和硝酸的反应不能有效控制，操作繁琐且要不断拆合装置，从而容易导致气体泄漏；
4．NO2 和NO相互转化的现象也很不明显，该装置不能进行良好的对比。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种铜和硝酸反应的实验演示装置，能清晰演示出反应现象，并且不会漏气，避免环境污染，同时操作简单，易于控制。
本实用新型的铜和硝酸反应的实验演示装置，包括反应装置和气体吸收装置，所述反应装置包括装有硝酸的密闭反应容器、与密闭反应容器连通用于注入水或空气的注射装置和一端伸入密闭反应容器内的拉杆，所述拉杆伸入密闭反应容器内的一端上设有金属铜，拉杆抽拉控制金属铜伸入或脱离密闭反应容器内的硝酸液面，所述气体吸收装置包括装有吸收液的吸收容器，所述吸收容器与密闭反应容器连通。
进一步，所述注射装置为注射器，所述注射器的出口通过软管与密闭反应容器连通；
进一步，所述软管伸入密闭反应容器内，其伸入密闭反应容器内的一端连通有喷头；
进一步，所述软管上设有止水夹；
进一步，所述密闭反应容器为试管，试管口塞有活塞，所述拉杆穿过活塞伸入密闭反应容器内，所述软管也是穿过活塞伸入密闭反应容器内；
进一步，所述拉杆为铜丝，其伸入密闭反应容器内的一端上设置的金属铜为铜丝自身打卷形成；
进一步，所述吸收容器通过漏斗与密闭反应容器连通，所述漏斗的细口通过软管与密闭反应容器连通，敞口罩于吸收容器内的吸收液液面上；
进一步，所述吸收液为氢氧化钠溶液。
本实用新型的有益效果在于：
1．本实用新型的铜和硝酸反应的实验演示装置，加水稀释硝酸以及加空气氧化NO等，均通过注射装置进行，整个实验演示过程无需拆合装置，整个装置始终处于密闭状态，不会泄漏NO2 或NO，避免了环境污染；
2．铜和硝酸的反应能有效控制，需要反应时就将金属铜伸入硝酸内，不需要反应时就将金属铜拉出硝酸液面，操作简单，易于控制；
3．反应现象明显，NO2 和NO气体的颜色对比明显，特别是NO2 和NO相互转化的现象也能很好的观察到；
4．实验开始前仅需加入少量浓硝酸，能将第一次反应剩余的浓硝酸与实验过程中加入的水混合成稀硝酸，供铜与其进行第二次反应，很好的节省了药品，并提高了药品的利用率。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，如图所示，本实用新型的铜和硝酸反应的实验演示装置，包括反应装置和气体吸收装置，所述反应装置包括装有硝酸10的密闭反应容器1、与密闭反应容器1连通用于注入水或空气的注射装置2和一端伸入密闭反应容器1内的拉杆3，所述拉杆3伸入密闭反应容器1内的一端上设有金属铜4，拉杆3抽拉控制金属铜4伸入或脱离密闭反应容器1内的硝酸10液面，所述气体吸收装置包括装有吸收液11的吸收容器5，所述吸收容器5与密闭反应容器1连通。
作为本实用新型的进一步改进，所述注射装置2为注射器，所述注射器的出口通过软管与密闭反应容器1连通；注射器结构简单，容易采购，使装置成本低廉，利于推广。
作为本实用新型的进一步改进，所述软管伸入密闭反应容器1内，其伸入密闭反应容器1内的一端连通有喷头6；注射器注入的水经过喷头6变为雾态，与气体反应，加快了反应速度，极大的节省了时间。
作为本实用新型的进一步改进，所述软管上设有止水夹7；止水夹7的使用要因人而异，熟练的可以不需要，不熟练的用上可以防止操作过程漏气。
作为本实用新型的进一步改进，所述密闭反应容器1为试管，试管口塞有活塞8，所述拉杆3穿过活塞8伸入密闭反应容器1内，所述软管也是穿过活塞伸入密闭反应容器1内；试管作为反应容器，可以减少试剂用量，同时活塞8起到很好的密封作用；当然也可以使用其它容器作为反应容器。
作为本实用新型的进一步改进，所述拉杆3为铜丝，其伸入密闭反应容器1内的一端上设置的金属铜4为铜丝自身打卷形成；这样结构更为简单，制作方便。
作为本实用新型的进一步改进，所述吸收容器5通过漏斗9与密闭反应容器1连通，所述漏斗9的细口通过软管与密闭反应容器1连通，敞口罩于吸收容器5内的吸收液11液面上；倒扣的漏斗9防止倒吸。
作为本实用新型的进一步改进，所述吸收液11为氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液可有效吸收NO2 和NO，避免污染环境；当然吸收液11也可以选用其它能吸收NO2 和NO的试剂。
1、使用本实用新型进行演示实验的步骤：
1）在密闭反应容器1中加入少量的浓硝酸，吸收容器5中加入氢氧化钠溶液，连接好装置，检查气密性；
2）将金属铜4伸入硝酸10液面下，有红棕色气体生成，抽出金属铜4；
3）在注射装置2中装入水，按压，使水从喷头6中喷出，红棕色气体消失；
4）在注射装置2中装入空气，按压，使空气进入密闭反应容器1中，有浅色气体生成；
5）在注射装置2中装入水，按压，使水从喷头6中喷出，浅色气体消失；
6）将金属铜4伸入硝酸10液面下，有无色气体生成，抽出金属铜4；
7）在注射装置2中装入空气，按压，使空气进入密闭反应容器1中，有红棕色气体生成。
2、上述实验步骤中涉及的实验原理：
2）Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3）3NO2+H2O==2HNO3+NO
4）2NO+O2==2NO2
5）3NO2+H2O==2HNO3+NO
6）3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7）2NO+O2==2NO2
3、说明：
该实验目的之一是为了证明铜与稀硝酸反应生成的是无色的NO，由于为将NO2除去而生成NO（步骤3，3NO2~~NO）,会影响实验结果，为将其影响减小到忽略范围，便将其转化为NO2（步骤4，NO~~NO2），再与水反应，生成NO(步骤5，3NO2~~NO)，比例为1：3，则瓶中NO的含量将大大减少；在步骤6，铜与已被稀释的HNO3反应生成NO，瓶中NO的含量增加，此时再加入空气（含O2）,会生成大量NO2，颜色较深，便可证明铜与稀硝酸反应生成的是NO，再与步骤2铜与浓硝酸反应生成NO2对比，便可看出不同溶度的HNO3氧化性的差异。
4、实验结论：
铜与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，说明了不同浓度的硝酸氧化性不同，浓度越大，硝酸的氧化性越强。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
Claims (8)
1.一种铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：包括反应装置和气体吸收装置，所述反应装置包括装有硝酸的密闭反应容器、与密闭反应容器连通用于注入水或空气的注射装置和一端伸入密闭反应容器内的拉杆，所述拉杆伸入密闭反应容器内的一端上设有金属铜，拉杆抽拉控制金属铜伸入或脱离密闭反应容器内的硝酸液面，所述气体吸收装置包括装有吸收液的吸收容器，所述吸收容器与密闭反应容器连通。
2.根据权利要求1所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述注射装置为注射器，所述注射器的出口通过软管与密闭反应容器连通。
3.根据权利要求2所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述软管伸入密闭反应容器内，其伸入密闭反应容器内的一端连通有喷头。
4.根据权利要求3所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述软管上设有止水夹。
5.根据权利要求4所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述密闭反应容器为试管，试管口塞有活塞，所述拉杆穿过活塞伸入密闭反应容器内，所述软管也是穿过活塞伸入密闭反应容器内。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述拉杆为铜丝，其伸入密闭反应容器内的一端上设置的金属铜为铜丝自身打卷形成。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述吸收容器通过漏斗与密闭反应容器连通，所述漏斗的细口通过软管与密闭反应容器连通，敞口罩于吸收容器内的吸收液液面上。
8.根据权利要求7所述的铜和硝酸反应的实验演示装置，其特征在于：所述吸收液为氢氧化钠溶液。
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| CN2010206691119U CN201897900U (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 铜和硝酸反应的实验演示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106710402A (zh) * | 2015-08-06 | 2017-05-24 | 林师龙 | 一种铜与浓、稀硝酸反应的对比实验装置 |
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