二氧化氮溶于水实验

实验目的

认识 NO2 与水的反应，了解 NO 与 O2 的转化及 NO2 被水完全吸收的条件。

实验原理

3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO。生成的 NO 难溶于水，遇 O₂ 又生成 NO₂：2NO + O₂ = 2NO₂。两式合并得：4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃，因此通入适量氧气可使 NO₂ 被水完全吸收。

实验器材

• 充满 NO₂ 的试管（可由铜与浓硝酸反应制取）
• 水槽
• 水
• 氧气（集气瓶或注射器）
• 紫色石蕊溶液
• 橡胶塞

实验步骤

1. 观察试管中 NO₂ 气体的颜色。
2. 将试管管口向下浸入水槽，在水下取下橡胶塞，观察现象。
3. 观察液面上升高度和剩余气体颜色。
4. 在水下缓慢向试管中通入少量氧气，观察变化。
5. 继续通入氧气，观察液面和气体颜色。
6. 取出少量溶液，滴加紫色石蕊溶液。

实验现象与结论

试管内红棕色逐渐褪去，液面上升至约试管容积的 2/3，剩余无色气体；通入氧气后无色气体变为红棕色，随后又褪去，液面继续上升。所得溶液使紫色石蕊变红，说明生成了硝酸。

注意事项

• NO2 有毒，制取和实验须在通风橱中进行
• 浓硝酸腐蚀性强，取用时戴护目镜和手套
• 通入氧气要缓慢，边通边观察

常见问题

为什么液面只上升到试管的约 2/3？

3 体积 NO₂ 与水反应生成 1 体积 NO，气体体积减少 2/3，所以液面约升至 2/3 处。

怎样使 NO2 被水完全吸收？

通入适量 O₂，使 V(NO₂)∶V(O₂) = 4∶1，发生 4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃。