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模拟雷雨天气放电生成微量硝酸
  发布者:学科专家   来源:化学学科网  发布时间:2014-07-01

   1、创意基础

  结合教材中的相关知识点及环境科普教育,使氮与氧气的反应教学更加直观生动。

  2、实验用品

  浓硫酸、硫酸亚铁、试管、石蕊试液、J1206感应圈(电子)、无色透明塑料(矿泉水瓶)。

  3、实验步骤

  (1)取一事先洗净并干燥的塑料瓶(背面贴白纸作为白屏,辅助观察瓶内气体颜色变化),盖紧瓶口后竖直放在感应圈上(见附图),将感应圈的两极针剌破瓶壁伸入瓶内,两针尖距离调至56cm,将感应圈接通220V电源保持连续放电23min。切断电源,取下塑料瓶,用塑料胶带贴住瓶体上的小孔与另一干燥塑料瓶对比,观察瓶内气体颜色。

  (2)在瓶内加入10mL蒸馏水,充分振荡溶解气体并观察瓶内颜色变化,用一洁净小试管取少量瓶内液体,用石蕊试液或pH试纸检测液体酸度。

  (3)将瓶中剩余液体倒入小试管,再加入数粒硫酸亚铁晶体,使试管倾斜,用滴管沿试管内壁缓缓加入约1mL浓硫酸,观察现象。

  4、实验现象及解释

  步骤1可观察到放电后瓶内气体变成红棕色。

  N2+O22NO

  2NO+O22NO2(红棕)

  步骤2加水后瓶内红棕色消失,瓶内溶液可使石蕊试液或pH试纸变为红色,证明有酸性物质产生。

  4NO2+O2+2H2O4HNO3

  步骤3可观察到棕色环,证实有硝酸根离子生成。

  6Fe+2NO+8H6Fe+2NO+4H2O

  Fe+mNOFe(NO)m(棕)

  结论:有硝酸生成。

  5、注意事项

  (1)棕色环法检测NO3-,最低检出浓度为40ppm,故塑料瓶中水量不能多,多则溶液浓度太小,不易检测。

  (2)若使用机械式J1206感应圈,因放电强度小,故应适当延长放电时间。

  6、特点

  (1)充分利用了实验室现有设备和废旧物品。

  (2)作为课堂演示或科普教育实验,现象明显直观。

  (3)操作简便、省时,适合课堂演示。

 

 
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