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1、二氧化氮与水反应的实验探究黄健培2005年《化学教育》增刊“理解和实施高中化学新课程”专刊141“二氧化氮与水反应”的实验探究黄健培（广东开平市第一中学529367）摘要在探究教学中，我们自制了“二氧化氮与水反应”微型实验装置,并引导学生对NO2的制取、收集、NO2与水反应的定性和定量等方面进行实验探究和理论分析，使学生体验化学研究过程，激发学习化学的兴趣，较好地探索和验证了氮化物存在的多种形态和反应体系的复杂性。关键词新课程二氧化氮氮化物实验探究的水槽里，反应完毕，玻璃筒内仍余有1/3体积的气体，液面上升2/3。”这是从以往教材出发容易形成的误解。以下NO2与水反应实验探
2、究将有助于帮助学生消除误解，理解问题的实质。从2004年秋开始，化学学科的新课程实验已在广东省普通高中全面推行。其要旨是：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究过程，激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”。而新课程实验的成败关键在于与新课程结构配套的教学改革的探索。本文以教材中常见的“二氧化氮”内容为例展开讨论。“二氧化氮”的内容是化学教程的重头戏，它分量不亚于H2、O2、CO2、CI2等。普通高中课程标准实验教科书《化学1（必修）》在编排二氧化氮上,改变了以往只重知识，不重过程的编排原则，以全新的“科学探
3、究”形式呈现,非常符合科学的探究原则。可惜教材对它的介绍不多,学牛对N02的认识较肤浅，很多学生以为：“集满N02的玻璃筒倒扣在盛水[1]11.1氮氧化物的存在形态通常情况下氮氧化物的存在形态通常情况下不可能有纯的二氧化氮[2],中学化N2O4的可逆反应;大学教材中多次出现2N02〜413K学教材中更标明了这个反应的温度范围（2NO2N2O4）,温度低于0°C时，几乎只有N2O4,温度高于140°C时，又几乎只有N02（高于150°C时,N02分解为NO和02）,而N2O4在不同温度下的离解率如表1所示。表1N2O4离解率随温度的变化温度/°c离解度/%26.719.963
4、5.425.6539.829.2349.540.0460.252.8470.065.5780.676.6190.584.83100.189.23121.595.23135.098.69可知，在通常情况下不可能有纯净的NO乙只有NO2、N2O4的平衡混合物存在，比如，室温下,NO2的含量约为平衡混合物的1/5,冇大约4/5是N2O4o1.2存在于铜与浓硝酸反应体系中的氮氧化物形态考察Cu与浓硝酸反应，随着反应的进行,硝酸越来越稀，产物中有NO2、N2O4和NO等多种成分,可能发生的反应有⑶：①3NO2+H2O②3N2O4+2H2ONO3+NO4HNO3+2NO2实验探究化学实
5、验是进行科学探究的主要方式,它的功能是其他教学手段无法替代的。实验教学有利于启迪学生的科学思维，揭示化学现象的本质。教师耍注意改进传统的实验教学，精心设计各种探究性实验。为了更好地认识上述事实，使学生体验化学研究过程，激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识，结合我们的实验条件，我们设计了如下一套关于N02的制取、收集和性质的实验，并组织学生参与实验探究，在教学中取得了理想的教学效果。现将我们的实验探究介绍如下。2.1实验装置)③NO+NO2+H2ONO2④2NO2+H2OHNO3+HNO2142“理解和实施高中化学新课程”专刊2005年《化学教育》增刊中进行O的性质关闭止水
6、夹1和止水夹2,拔开尖嘴上橡皮塞，让空气从尖嘴进入，一会儿后，出现红棕色气体，待针筒内的气体全部变红棕色后重新塞紧橡皮塞，再挤压胶头滴管，可观察液血的上升情况;重复(5)实验，可作定性和定量说明。3图1自制的“二氧化氮与水反应”探究实验微型反应装置结果与讨论(1)关于N02与水反应的定性和定量问题探究'由于常规难以制得纯净的NO乙虽然不影响定性实验/旦影响定量实验,直接影响实验误差。因此，如何制得纯净的N02,就成了本实验成败(减少误差)的关键。而釆用向上排气法收集NO乙有利于排尽玻璃筒中的空气，从而收得比较纯净的N02。(2)在多年的探究教学中，我们认真地做了多次二氧化氮
7、溶于水的实验实践与理论探究，有助于学生认识，我们认为，二氧化氮与水的反应是非常复杂的，除了前面提到的①~④反应以外，可能还有NO+NO2二N2O3和N2O3+H2O二2HNO2反应等。⑶反应完毕，针筒内余气的体积远远小于原气体体积的，液面上升远远大于原气体体积的，且液面最终上升的高度受收集气体的温度、压强和杂质成份的影响，本实验若用排真空法收集NO乙可提高N02的纯度，但不利于实验操作，这些问题有待于今后进一步探究。2.2装置的优点(1)实验装置简单，操作简便，课前准备好制取N02的药品和仪器'课上只需操作两个止水
