| 标题 | CO还原CuO实验的改进微探 |
| 范文 | 严祥 一、教材中CO还原CuO实验的回顾与思考 在旧人教版本教材中，CO还原CuO的实验装置如图1所示，该实验的设计能够准确反映一氧化碳的还原性、有毒性和可燃性特征。从理论的角度来看本实验的设计堪称是经典之作，但是在实际的操作中存在着重大的缺陷： 1.实际实验中需要大量的一氧化碳，恰恰在实验室中制取一氧化碳过程繁琐以及贮存困难，这是多数化学教师在课堂教学中拒绝进行演示实验的重要因素。 2.在实验的尾气处理时，出口尖嘴直接放在点燃的酒精灯火焰处，容易引起装有澄清石灰水的洗气瓶爆炸，导致实验失败和危险！在新人教版本教材中该实验已经删除，可能也是考虑到此缘故吧！但在教学实践中发现，不少教辅资料、模拟测试和中考试题中都有该实验的踪影，甚至作为考查的重点、难点和热点；不少化学教学同仁们在教辅资料和教学研究杂志上都提出了对该实验的改进措施，比较典型的如图2和图3所示。图2的改进实验，看似达到废物利用和节约能源的效果，认真分析后发现其设计上除了存在前面分析的尾气爆炸危险外还有一个重要的缺陷：在点燃酒精灯加热前和停止加热后，实验中一氧化碳都会持续通入，这些造成的尾气都没有获得合理的处理，具有危害性！图3的改进实验，其主要的思想是将尾气（一氧化碳）回流至硬质玻璃管中进行再次利用，同时也防止了污染，看似是两全其美，但是只要思考一下连通器的原理就会知道，实验中导管连通着气压是相等的，一氧化碳是不可能发生回流现象的，实际实验中应该不会达到预期的效果！ 二、对CO还原CuO实验的“改进” 笔者根据自身教学和实验实践进行思考与分析，提出如下的改进。 1.制取CO方法的改进 实验室制取一氧化碳的传统方式是采取甲酸分解法，但是该实验中需要用浓硫酸进行催化，反应比较剧烈产生的一氧化碳速率比较快，在课堂教学中当场制取、验纯后再进行还原氧化铜的实验，操作比较复杂；若在课前先制取大量的一氧化碳，用贮气瓶带到课堂中进行实验，增加实验的准备负担和难度，更不可能让学生完成该实验操作！笔者根据自身教学实践结合具体的实验情况，用碳酸镁与锌粉混合加热制取一氧化碳气体： MgCO3+Zn△MgO +ZnO+CO↑ 2.改进后的实验装置 3.实验步骤 在试管底部加入15 g碳酸镁和锌粉混合物（质量比控制在9∶7为宜），在该试管的中间部位加入一定量的氧化铜粉末，用酒精灯给混合物加热15 s左右能够产生平稳的一氧化碳气体，将黑色的氧化铜还原成具有金属光泽的红色物质（铜）。 在实验的尾气处理方面，旧人教教材中盛有澄清石灰水的洗气瓶上部空间相对比较大，在实验的初期这部分空间充满大量的一氧化碳和空气的混合气体，如果达到一氧化碳的爆炸极限，接触到明火就会发生爆炸的危险，如果在通入一氧化碳一段时间后再进行点燃处理尾气，有毒的一氧化碳就放出空气中造成污染！多数老师都提出自己的见解，这里展示一个典型的案例，如图4所示，从洗气瓶中出来的一氧化碳气体，在清水槽中进入倒置的漏斗中，在漏斗中一氧化碳达到爆炸极限，点燃爆鸣也只是轻轻将漏斗弹起一下，又恢复原状！这固然是一种有效的方法，但我感觉这样处理有点“小题大做、简单问题复杂化”；这里我根据实际情况，用体积较小的具支试管来代替原来的洗气瓶（广口瓶），控制试管上端空气柱很小，实验开始后即使发生“小爆炸”产生的气流也很快从支管口冲出，在实验中只会听到轻微的“噗呲” 4.改进后的优点 （1）该实验中燃烧尾气体现了一氧化碳的可燃性，但是我们并不能在尖嘴出口看到蓝色的火焰，而是黄色火焰，主要缘故是钠玻璃管中的钠元素对燃烧火焰的干扰，这里可以将废旧干电池中的石墨碳棒打磨成中空的碳棒管来代替钠玻璃管，实验中能够明显的看到蓝色的火焰。 （2）该实验改进后，在一个试管中就完成了两个重要的实验内容（一氧化碳气体的制取和对氧化铜的还原），使得实验操作简单方便、难度降低；洗气瓶装置的改进，使得尾气燃烧安全可靠。 （收稿日期：2016-02-10） |
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