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一、实验目的

 

1.通过探究CO还原CuO的实验,使学生初步了解和认识CO的还原性。

 

2.激发学生探究实验的积极性和创造性。

 

3.强化学生的环境保护意识。

 

二、实验仪器及试剂

 

医用引流袋(收集CO气体和进行尾气处理)2个,长20 cm直径6 mm玻璃管2棵,酒精灯,弹簧夹3个,橡皮管,玻璃导管,单孔橡皮塞,胶头滴管,铁架台(带铁夹),试管夹,具支试管1支,CO气体,澄清石灰水,CuO粉末,NaOH溶液,胶水,火柴。(以上不包括制取CO气体的实验仪器及试剂)

 

三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

 

(一)实验仪器装置图(支持仪器略)

 

文本框: 

 

(二)组装说明

 

如图所示,用胶头滴管将适量NaOH溶液加入尾气袋,将适量澄清石灰水加入具支试管中,同时连接玻璃导管及单孔橡皮塞,把氧化铜玻璃管和具支试管固定在铁架台上,用橡皮管将氧化铜玻璃管、具支试管、尾气袋连接,最后将CO气袋一端与氧化铜玻璃管连接,另一端与尾气袋末端连接。

 

四、实验操作部分

 

(一)课前准备

 

1.氧化铜管的制备

 

截取长20 cm直径6 mm的玻璃管导管,把胶水调稀涂在管内,再把氧化铜粉末用另一根玻璃导管吹进涂有胶水的玻璃导管内,氧化铜粉末就紧附在玻璃导管内壁上,凉干或烘干后即可用。

 

2CO气体的收集

 

课前用一医用引流袋收集一袋干燥的CO气体,密闭,备用。

 

(二)实验步骤

 

1.按装置图示组装仪器,检查气密性。

 

2.打开弹簧夹AB,关闭弹簧夹C,用左手轻压装有CO气体的气袋,排出氧化铜玻璃管及装置内的少量空气,移动酒精灯加热装有氧化铜的玻璃管,可观察到装有CO气体的气袋气体体积减少,尾气袋缓慢胀起,氧化铜玻璃管由黑色变成光亮的红色,生成的气体可使具支试管内的澄清石灰水变浑浊。

 

3.当玻璃管里被还原出的铜大约有10 cm长时就停止加热,停止输出CO

 

4.待玻璃管冷却后,关闭弹簧夹AB,取下玻璃管和具支试管,向学生分别展示光亮的“铜棒”和浑浊的石灰水。

 

5.振荡尾气袋,使剩余的CO2完全溶于NaOH溶液中,打开弹簧夹C,前后两气袋连接起来,手压尾气袋,把未反应的CO气体排向收集CO气体的气袋,以备再次循环使用。

 

五、装置改进的意义

 

1CO气体排出反应和回收使用操作简单,安全性高。

 

2.整套装置密闭、循环,未反应的CO气体可回收使用,利于环保,经济效益高。

 

3.玻璃导管内附着的氧化铜层表面积大,CO气体还原效果较好。实验完毕,玻璃导管如铜棒,可见度大,便于观察,有利于学生了解、认识CO的还原性。

 

4CO还原CuO的时间约2-3分钟,所需时间短,速度快,实验高效。

 

附:

 

关于CO还原CuO的实验改进的两点说明

 

1.为什么要改进这一实验?

 

人教旧版初三化学教材关于CO还原CuO的实验因师生指出存在尾气处理问题,人教新课标试用版教材作了尾气处理改进,用小气球收集或用点燃的方式燃烧掉。多数一线教师或实验人员演示本实验后发现:氧化铜堆积在试管内被CO还原的效果差,小气球收集尾气需一定压力才能进行,燃烧剩余尾气太浪费资源,尾气处理仍存在问题。总之,实验成功率很低。现行人教版九年级化学教材内容取消了CO还原CuO的实验。就此问题,笔者请教过人教版教材编辑部化学室总编王晶教授,在新课程培训过程中又与国家级课改实验区湖北宜昌四中一线知名教师罗红老师作了充分交流,始终认为,能成功改进本实验,让这一实验能在课堂教学中演示或与学生协同探究,对学生了解和认识CO的还原性仍具有重要意义。

 

2.制取CO所需仪器、试剂及装置图(如右图)

 

铁架台(带铁圈、铁夹),酒精灯,石棉网,支管烧瓶,分液漏斗,橡皮塞,导气管,洗气瓶,长玻璃管,三通管2个,弹簧夹4个,医用引流袋2个,火柴,甲酸,浓硫酸。

    
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