二氧化氮被水完全吸收的创新实验设计

二氧化氮和氧气的混合气体被水完全吸收转化为硝酸的化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:二氧化氮和氧气的混合气体与水反应是一种重要的化学反应过程，该反应可以产生硝酸，是工业生产硝酸的主要途径之一。

在这个反应过程中，二氧化氮和氧气被水完全吸收转化为硝酸，这个过程不仅具有重要的工业应用，还在环境保护方面具有重要意义。

本文将详细探讨二氧化氮和氧气混合气体与水的反应过程，以及化学方程式转化为硝酸的过程，并探讨该反应的应用和未来研究方向。

通过深入研究这一化学反应过程，可以更好地理解硝酸的生产机制，为相关领域的研究和应用提供参考。

{"1.2 文章结构": {"本文将分为三个主要部分来掐制化二氧化氮和氧气的混合气体被水完全吸收转化为硝酸的化学方程式。

首先，我们将介绍二氧化氮和氧气的混合气体的特性，包括其组成和性质。

然后，我们将探讨水对二氧化氮和氧气混合气体的吸收过程，分析反应的机理和条件。

最后，我们将详细讨论化学方程式转化为硝酸的过程，从反应方程式到实际操作步骤。

通过这些内容的介绍，读者将对该化学反应过程有一个全面的了解，并能够更好地理解其应用和未来研究方向。

"}1.3 目的本文旨在探讨二氧化氮和氧气混合气体在与水反应时形成硝酸的化学方程式。

通过分析混合气体的特性、水对混合气体的吸收过程以及化学方程式转化为硝酸的过程，我们将深入了解这一化学反应的机理和结果。

同时，我们将探讨混合气体化学转化为硝酸的应用，并展望未来可能的研究方向。

通过本文的研究，我们希望能够为相关领域的研究和应用提供一定的理论和实践指导，推动该领域的发展和进步。

未来研究方向": {} }}}请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 二氧化氮和氧气的混合气体特性二氧化氮（NO2）和氧气（O2）的混合气体是一种常见的空气污染物，也是一种重要的化学物质。

在大气环境中，二氧化氮主要是由汽车尾气、工厂排放和烟草燃烧等活动产生的。

二氧化氮与水的循环吸收反应实验设计岳云华(广西师范大学，广西桂林541004）摘要：针对二氧化氮的制取及溶于水的实验中存在的问题，本文作者设计出环保、简便、多功能的实验装置，以充分发挥化学实验的教育教学功能。

关键词：二氧化氮；循环吸收；实验设计二氧化氮与水反应制取硝酸是高中必修化学中的一个重要内容，它既是自然界中经常发生的重要反应，又是工业上制硝酸的理论基础。

可作为教师在课堂上演示实验，也可作为学生分组实验。

现行新教材人教版必修(一)第79页要求学生设计一个二氧化氮与水反应的装置图，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。

本人经过多次试验，成功设计出一种实验方案，是将铜跟浓硝酸的反应实验、二氧化氮和一氧化氮相互转化的实验及二氧化氮与水反应的实验巧妙地组合，密闭融合在一起，使二氧化氮最大限度地转化成硝酸。

经过多次演示，实验效果很好。

一、实验用品注射器，硬制玻璃管，具支试管，橡胶塞，乳胶管，广口瓶，玻璃管，气球，铜丝，浓硝酸，过氧化氢，二氧化锰，蒸馏水二、实验原理Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2铜丝与浓硝酸反应生成二氧化氮气体后，溶于水生成硝酸和一氧化氮，注入氧气,一氧化氮转化成二氧化氮再次被水吸收，生成硝酸和一氧化氮。

通过少量多次注入氧气，循环反复使一氧化氮转化为二氧化氮后被水吸收，最后使二氧化氮尽可能多地被水吸收。

三、实验步骤和装置(一) 氧气的制取在一支具支试管中加入少量的二氧化锰，用一支20毫升的注射器吸入10毫升过氧化氢溶液，缓慢注入试管中，待试管中的空气排出后，再用另一支20毫升的注射器收集10毫升的氧气。

(二) 二氧化氮的制取及溶于水1.在广口瓶中装满煮沸后冷却的蒸馏水，用双孔胶塞塞紧。

2.在玻璃导管底端缠上一根用稀盐酸浸泡过的铜丝（15厘米），在已标有刻度的硬质玻璃管中（约40毫升）中倒入3毫升浓硝酸，用橡胶塞塞紧，将硬质玻璃管倒置固定在铁架台上，铜丝与浓硝酸接触，反应迅速进行。

大陆桥视野·２０１６年第４期 163化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础，是检验化学科学知识真理性的标准；是化学教学中学生获取化学经验知识和检验化学知识的重要媒体和手段，是提高学生科学素质的重要内容和途径。

以实验为基础展开化学教学，最大限度的发挥实验在化学教学中的作用，使化学实验教学更切合教学改革的潮流、适应素质教育和创新教育的需求。

结合多年教学经验，讲述一下将创造理论运用于化学实验创新的几点技法。

一、组合技法组合技法就是将一些相关的化学实验按某种关联因素或特征进行新的组合，构成新的实验方案的实验创新技法。

爱因斯坦曾说过：“我认为，为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。

”同样，将已有的化学实验按一些共同特征或功能进行合理组合使其具有某种新的功能也是对原有化学实验的一种创新。

如“Ｃｕ和浓ＨＮＯ３的反应——蓝色喷泉实验”。

实验步骤与现象：在烧瓶中滴加４ｍＬ浓硝酸，并在靠近橡皮塞（预先将石蜡熔融均匀涂抹在橡皮塞上）的长导管上缠上螺旋状粗铜丝，缓缓倒置烧瓶，接上一个盛水的塑料瓶。

铜与浓硝酸即开始反应，红棕色气体由下而上充满烧瓶，空气被排出，塑料瓶中有气体逸出，逸出的少量气体被收集在气球中。

当整个烧瓶充满二氧化氮气体时，用手挤压塑料瓶，使少量水进入烧瓶，立即形成美丽的蓝色喷泉。

实验结束，烧瓶中剩余气体的体积约占烧瓶体积的１／３。

上述实验将铜与浓硝酸反应的实验、二氧化氮与水反应的喷泉实验巧妙地组合在一起，装置简单、仪器少；两个反应连贯性强，一气呵成；操作简便，无污染（少量从水瓶中逸出的一氧化氮被收集在气球中）；实验现象明显，趣味性浓；既有定性的展示，又有定量的呈现（生成的一氧化氮体积与参加反应的二氧化氮体积的关系）。

在课堂教学中使用该实验不仅能激起学生强烈的学习欲望，使学生牢固掌握相应的化学知识，而且能形成良好的教学气氛。

二、模拟技法模拟技法指用学生比较熟悉的感性实验材料来形象地说明学生平时较难观察的生疏现象。

第3节硫和氮的氧化物第2课时二氧化氮和一氧化氮核心素养通过氮化合物性质的学习，培养学生能对具体物质的性质做出预测或解释，培养学生关注社会、关注人类生存环境的意识，并运用化学知识解决生活中一些简单的化学问题。

知识与技能1.初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质，实验探究由二氧化氮制硝酸的可能方法，学会有关氮氧化物溶于水的计算方法。

2.熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价。

3.培养学生观察能力、自学能力、资料、信息处理能力及科学抽象能力，对学生进行内因与外因辩证统一的教育。

过程与方法1.会对有关物质的性质进行分析、归纳。

2.通过介绍“模拟生物固氮”“硝酸的工业制法”等研究工作，培养学生运用已有的课本知识解决实际问题的能力。

并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。

使学生初步掌握研究物质的方法——结构分析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、分析现象、得出结论，再辩证地分析结论的适用范围。

情感、态度与价值观1.通过氮化合物性质的学习，对学生进行量变到质变、对立统一规律等辩证唯物主义观点教育。

2.通过介绍“模拟生物固氮”“硝酸的工业制法”等研究工作，激发学生热爱科学、献身科学的精神。

3.了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意识。

通过对汽车尾气的超标排放给人体健康造成的危害和对大气造成污染的调查，培养学生关注社会、关注人类生存环境的意识，培养学生对事物的分析要一分为二，辩证看待的观念。

教学重点1.掌握一氧化氮和二氧化氮的性质2.认识研究某物质的程序和方法教学难点1.培养学生用新知识解决实际问题的能力2.培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力教具准备1.多媒体、N2的球棍模型、试管、玻璃管、水槽、胶塞、N2的氧化实验装置。

2.药品：NO2气体。

教学过程资料导课投影：信使分子——NO三位美国药理学家Robert F.Furch gott，Louis J.I gnarro和Ferid Murad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖。

专题十四化学实验基本方法1.实验室中,下列对实验事故的处理方法错误的是( )A.少量浓碱液沾在皮肤上,立即用大量水冲洗,然后涂上稀硼酸B.不慎将酒精灯打翻着火时,要用湿抹布盖灭C.温度计破碎,水银洒落,先用胶头滴管回收,再撒上硫粉D.蒸馏操作过程中发现未加沸石,应在烧瓶中立即加入沸石,防止暴沸答案 D 加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,应该冷却后再补加,D项错误。

2.下列有关实验安全和试剂回收处理的说法错误的是( )A.蒸馏实验中向沸腾的液体中补加沸石B.用3%过氧化氢消毒液洗伤口C.实验室中将未用完的白磷放回原试剂瓶D.用乙醇处理废弃药品中含有的少量金属钠答案 A 蒸馏实验中不能向沸腾的液体中补加沸石,应待液体冷却后补加,A项错误。

3.下列说法正确的是( )A.实验中的废弃物不得随地乱丢,应丢入水槽B.电器设备所引起的火灾,能用四氯化碳灭火,不能用泡沫灭火器C.金属钠可保存在煤油、四氯化碳等有机溶剂中D.给玻璃仪器加热,都要垫石棉网,以防仪器炸裂答案 B 实验中的废弃物不得随地乱丢,应丢入指定回收容器中,A项错误;四氯化碳密度大于空气,且不导电,既不燃烧也不支持燃烧,适用于扑灭电器和精密仪器火灾,B项正确;金属钠的密度比四氯化碳小,不能保存在四氯化碳中,C项错误;试管可直接在酒精灯上加热,D项错误。

4.实验安全是顺利进行实验及避免伤害和事故的保障,下列做法错误的是( )A.银氨溶液应现用现配,不能留存B.剩余的废液不能随便倒入下水道,应倒入废液缸或教师指定的容器中C.易燃、易爆药品应与强氧化性的物质分开放置D.若碱溶液洒到皮肤上,先用较多的水冲洗,再涂上3%~5% NaHCO3溶液答案 D 若碱溶液洒到皮肤上,先用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液,D项错误。

5.下列有关实验操作说法错误的是( )A.蒸馏时应先向冷凝管中通入冷水,再加热蒸馏烧瓶B.用二氧化锰与浓盐酸制备氯气时,加入浓盐酸后再加热C.用分液漏斗分液时,眼睛注视分液漏斗内的液面D.将分别盛放氯酸钾和乙醚的试剂瓶同橱分层存放答案 D 氯酸钾具有强氧化性,而乙醚易挥发,可能会发生氧化还原反应造成危险,因此两者应分橱存放,D错误。

高中化学二氧化氮与水反应实验设计二氧化氮与水反应的微型实验实验装置利用单球管、带刻度的玻璃管等仪器设计的实验装置如图2所示(图中省略了实验操作台和夹持仪器)。

其中导管下端所连为多用滴管的吸泡部分，在吸泡上用针扎有许多小孔，以使尾气被充分吸收。

图2 二氧化氮与水反应的微型实验操作步骤1 检查装置的气密性如图2所示，组装连接仪器，在带刻度的玻璃管上端管口塞1只带有活塞的橡胶塞，关闭活塞，打开水止夹，挤压多用滴管的吸泡，烧杯内液面下出现气泡，说明装置不漏气。

2 制取、收集二氧化氮多用滴管内吸入不超过 1 mL浓硝酸后，插入带有橡胶管的支管内（多用滴管和支管之间密封连接），将单球管固定在实验操作台上，加入约1 g 铜丝，用带有弯头导管、T形管的橡胶塞塞紧管口，导管下端插入盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中，T形管上端用橡胶管连接好带刻度的玻璃管。

玻璃管上端管口塞1个带有活塞的橡胶塞。

打开活塞和水止夹，首先滴入1滴浓硝酸，立即发生反应，生成红棕色的二氧化氮气体。

反应停止后，再滴1滴浓硝酸，继续制取二氧化氮气体。

就这样逐滴滴入浓硝酸，制取二氧化氮。

生成的气体逐渐将装置内的空气排出，用向上排空气法收集在玻璃管中。

二氧化氮充满玻璃管后，立即关闭玻璃管上端的活塞。

这时，反应可能并没有立即停止，多余的二氧化氮会沿导管向下通入烧杯中，被氢氧化钠溶液吸收。

铜和浓硝酸反应停止后，单球管内就没有气泡产生了。

这时，将氢氧化钠溶液换成煮沸过的蒸馏水（温度约45~50 ℃）。

再滴入1滴浓硝酸，补充制取少量的二氧化氮，二氧化氮会通入水中，和水接触发生反应，被水吸收，装置内二氧化氮气体体积慢慢减少，导管内水面逐渐上升。

关闭水止夹，将二氧化氮的发生装置和吸收装置隔离。

水被倒吸进玻璃管内，玻璃管内液面逐渐上升（速度加快），红棕色逐渐变淡，最后变为无色。

当液面停止上升后，记录液面的刻度L1，约为10 mL。

此时，玻璃管内液体的体积约占玻璃管容积的1/3。