CO還原CuO的環(huán)保型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過探究CO還原CuO的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生初步了解和認(rèn)識(shí)CO的還原性。

2.激發(fā)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的積極性和創(chuàng)造性。

3.強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

醫(yī)用引流袋(收集CO氣體和進(jìn)行尾氣處理)2個(gè),長20 cm直徑6 mm玻璃管2棵,酒精燈,彈簧夾3個(gè),橡皮管,玻璃導(dǎo)管,單孔橡皮塞,膠頭滴管,鐵架臺(tái)(帶鐵夾),試管夾,具支試管1支,CO氣體,澄清石灰水,CuO粉末,NaOH溶液,膠水,火柴。(以上不包括制取CO氣體的實(shí)驗(yàn)儀器及試劑)

三、實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖及儀器的組裝說明

(一)實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖(支持儀器略)

 

 

(二)組裝說明

如圖所示,用膠頭滴管將適量NaOH溶液加入尾氣袋,將適量澄清石灰水加入具支試管中,同時(shí)連接玻璃導(dǎo)管及單孔橡皮塞,把氧化銅玻璃管和具支試管固定在鐵架臺(tái)上,用橡皮管將氧化銅玻璃管、具支試管、尾氣袋連接,最后將CO氣袋一端與氧化銅玻璃管連接,另一端與尾氣袋末端連接。

四、實(shí)驗(yàn)操作部分

(一)課前準(zhǔn)備

1.氧化銅管的制備

截取長20 cm直徑6 mm的玻璃管導(dǎo)管,把膠水調(diào)稀涂在管內(nèi),再把氧化銅粉末用另一根玻璃導(dǎo)管吹進(jìn)涂有膠水的玻璃導(dǎo)管內(nèi),氧化銅粉末就緊附在玻璃導(dǎo)管內(nèi)壁上,涼干或烘干后即可用。

2.CO氣體的收集

課前用一醫(yī)用引流袋收集一袋干燥的CO氣體,密閉,備用。

(二)實(shí)驗(yàn)步驟

1.按裝置圖示組裝儀器,檢查氣密性。

2.打開彈簧夾A、B,關(guān)閉彈簧夾C,用左手輕壓裝有CO氣體的氣袋,排出氧化銅玻璃管及裝置內(nèi)的少量空氣,移動(dòng)酒精燈加熱裝有氧化銅的玻璃管,可觀察到裝有CO氣體的氣袋氣體體積減少,尾氣袋緩慢脹起,氧化銅玻璃管由黑色變成光亮的紅色,生成的氣體可使具支試管內(nèi)的澄清石灰水變渾濁。

3.當(dāng)玻璃管里被還原出的銅大約有10 cm長時(shí)就停止加熱,停止輸出CO。

4.待玻璃管冷卻后,關(guān)閉彈簧夾A、B,取下玻璃管和具支試管,向?qū)W生分別展示光亮的“銅棒”和渾濁的石灰水。

5.振蕩尾氣袋,使剩余的CO2完全溶于NaOH溶液中,打開彈簧夾C,前后兩氣袋連接起來,手壓尾氣袋,把未反應(yīng)的CO氣體排向收集CO氣體的氣袋,以備再次循環(huán)使用。

五、裝置改進(jìn)的意義

1.CO氣體排出反應(yīng)和回收使用操作簡單,安全性高。

2.整套裝置密閉、循環(huán),未反應(yīng)的CO氣體可回收使用,利于環(huán)保,經(jīng)濟(jì)效益高。

3.玻璃導(dǎo)管內(nèi)附著的氧化銅層表面積大,CO氣體還原效果較好。實(shí)驗(yàn)完畢,玻璃導(dǎo)管如銅棒,可見度大,便于觀察,有利于學(xué)生了解、認(rèn)識(shí)CO的還原性。

4.CO還原CuO的時(shí)間約2-3分鐘,所需時(shí)間短,速度快,實(shí)驗(yàn)高效。

附:

關(guān)于CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的兩點(diǎn)說明

1.為什么要改進(jìn)這一實(shí)驗(yàn)?

人教舊版初三化學(xué)教材關(guān)于CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)因師生指出存在尾氣處理問題,人教新課標(biāo)試用版教材作了尾氣處理改進(jìn),用小氣球收集或用點(diǎn)燃的方式燃燒掉。多數(shù)一線教師或?qū)嶒?yàn)人員演示本實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn):氧化銅堆積在試管內(nèi)被CO還原的效果差,小氣球收集尾氣需一定壓力才能進(jìn)行,燃燒剩余尾氣太浪費(fèi)資源,尾氣處理仍存在問題?傊瑢(shí)驗(yàn)成功率很低,F(xiàn)行人教版九年級(jí)化學(xué)教材內(nèi)容取消了CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)。就此問題,筆者請(qǐng)

教過人教版教材編輯部化學(xué)室總編王晶教授,在新課程培訓(xùn)過程中又與國家級(jí)課改實(shí)驗(yàn)區(qū)湖北宜昌四中一線知名教師羅紅老師作了充分交流,始終認(rèn)為,能成功改進(jìn)本實(shí)驗(yàn),讓這一實(shí)驗(yàn)?zāi)茉谡n堂教學(xué)中演示或與學(xué)生協(xié)同探究,對(duì)學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)CO的還原性仍具有重要意義。

 

2.制取CO所需儀器、試劑及裝置圖(如右圖)

鐵架臺(tái)(帶鐵圈、鐵夾),酒精燈,石棉網(wǎng),支管燒瓶,分液漏斗,橡皮塞,導(dǎo)氣管,洗氣瓶,長玻璃管,三通管2個(gè),彈簧夾4個(gè),醫(yī)用引流袋2個(gè),火柴,甲酸,濃硫酸。


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