【word】 银氨溶液检验CO气体

【word】 银氨溶液检验CO气体 银氨溶液检验CO气体 实验研究?创新设计? 银氨溶液检验CO气体 陆燕海 (德清高级中学,浙江湖州313200) 摘要:介绍了用银氨溶液检验CO气体的实验,并对该方法作了 与评价. 关键词:银氨溶液;一氧化碳;检验 文章编号:1005—6629(2012)1—0048—02中图分类号:G633.8文献 标识码:B 如何检验CO气体,这是中学化学教学中一个不容 回避的问.2010年全国高考理综I卷第29题考查到 了CO的检验方法,命题者设置的参考为:点燃气 体,火焰呈蓝色,再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧 杯罩在火焰上,烧杯内壁上的石灰水变浑浊.在特定题 意背景下,选用点燃法检验CO的操作无可厚非,但这 样的方法在通常条件下又并非百试百灵,有许多常见气 体都会对该检验产生干扰. 我们知道,CO能与血液中的血红素发生反应,使 血液由鲜红色转变为胭脂红色.基于这样的性质,苏教 版《实验化学》(选修)教材在第38页上”汽车尾气 成分的检验”拓展课题中建议使用新鲜鸡血检验CO, 但实际操作时发现,新鲜鸡血即使添加了抗凝剂,也仅 能保存数小时(夏秋季节气温较高时则将更短),新鲜 鸡血不可久置给课题的正常开展带来很大不便.大学 无机化学教材上介绍的,一般都是利用CO的还原性 进行检验,即常温下含磷钼酸铵的PdCI试纸或溶液 遇到CO会产生黑色的单质钯(CO+PdC12+H2O=CO2+ Pd』+2HC1),但该检验用的试剂价格昂贵,中学实验 室极少有配备的,显然无法普及这种检验方法. 综上可见,检验CO气体的方法有必要更新.下面 介绍一种比较实用的检验CO气体方法,实验演示的教 学效果也较好,供同行们教学时酌情参考,选用. 1方法介绍 1.1实验原理 常温下,CO能将银氨溶液中的A还原为黑色的 银单质,该反应的方程式可表示为:CO+2Ag(NH,)OH= (NH4)2CO3+2Ag+2NH3. 1.2操作与现象 (1)按图1所示组装实验装置并检查气密性; 3实验改进 3.1实验装置 利用实验室中的硬质玻璃管或破试管,装配成图2 所示的装置来做钠在空气中燃烧的实验. 3.2实验步骤及现象 (1)按图2所示连接好实验装置,并在硬质玻璃 管或破试管中放人一块黄豆粒大小的用滤纸吸干煤油 的金属钠. 图2 (2)用酒精灯的外焰对准钠块在玻璃管外面加 热,当钠燃烧时,立即移去酒精灯,并熄灭酒精灯. (3)观察玻璃管内的钠安静燃烧,并产生大量淡 黄色的烟.反应结束后,有较多量的淡黄色固体生成. 见图3所示. 一图3 该设计具有装置简单,操作方便,现象明显和废物 可利用等优点. 参考文献: 【1]王祖浩主编.普通高中课程实验教科书?化学(必修1)【M】 南京:江苏教育出版社,2009. 化学教学2012年第l期 L 幽1 (2)向分液漏斗及A,B,C三根具支试管中分别 加入甲酸,浓硫酸,浓NaOH溶液和新配制的银氨溶液. 打开分液漏斗旋塞(可适当微热具支试管A),在浓硫 酸作用下滴入的甲酸迅速脱水生成CO气体; (3)室温(21.4?)条件下,将生成的CO先洗气 后再通人具支试管c中的银氨溶液,一般约20s即可 观察到溶液出现明显的灰色浑浊,继续通CO,浑浊颜 色逐渐加深至黑色,静置后试管底部有黑色沉淀.而在 上述相同实验条件下,将银氨溶液在试管中敞口静置, 即使放置12h,也不会出现明显的浑浊. 1.3产物分析 将反应后具支试管c中的溶液静置,并分离出 上层清液和底部黑色固体.若向上层清液中加几滴 Ba(OH)溶液,发现有白色浑浊出现,而直接向新配 的银氨溶液中滴加时,则不会有此现象,说明反应有 CO一生成;若将黑色沉淀用蒸馏水洗净后滴加浓硝酸, 固体能全部溶解并有少量红棕色气体产生,继续滴加 NaC1溶液,能产生白色沉淀,说明黑色固体为单质银. 可见,在室温下利用CO的还原性就能将银氨溶 液中的A还原为单质,该反应的原理类似于CO与 PdC1的反应,实验的灵敏度也很高,能够检测到混 合气体中微量CO的存在.如果我们将脱脂棉用新配 的银氨溶液浸湿后放在已启动的汽车的排气管口,或 者置于打开气阀门的煤气灶口(有煤气释放但未点着 火),1min左右,就能观察到脱脂棉发生”白色一茶色 一淡蓝紫色—棕灰色—灰黑色”的颜色转化过程. 需要说明的是,若在常温下将HCHO,CHCHO等 气体通过银氨溶液时,并不会出现上述现象.此外,通 过用NaOH溶液洗气的方式,可以去除CO中可能混有 的一些酸性气体,从而可避免生成一些沉淀对CO气 体检验产生干扰. 值得一提的是,在做CO检验实验时,笔者还在具 支试管c后面继续连接了一个沉浮式贮气装置p(见 图2所示,因篇幅所限,对其制作方法就不作过多介绍) 用于CO的尾气处理,因为无论笔者通过控制CO的生 化学教学2012年第1期 实验研究 成速率,加大银氨溶液的浓度与用量,或增加气体与溶 液接触面积等多种手段,每次实验都还是能收集到大 量的无色气体,点燃该气体火焰为淡蓝色.由此可见, CO与银氨溶液的反应虽然很灵敏,但CO吸收效率并 不高,若用于CO的尾气处理未必是个好选择. 图2沉浮式贮气装置 1.4实验结论 室温条件下’银氨溶液与CO的反应灵敏度很高, 现象明显,因此银氨溶液适宜用作中学化学教学中检 验CO气体的检验试剂.但要指出的是,该溶液不适合 用来吸收CO尾气. 2方法评价 通过以上的实验事实与分析,对于CO与银氨溶液 的反应,我们可以形成以下两点认识: (1)用银氨溶液检验CO,除具有装置简单,操作 简捷,实验安全,现象明显等优点外,该反应的灵敏度 也很高,少量CO气体在短时间内即可使银氨溶液出现 浑浊,实验效果并不逊色于CO与PdC1,的反应.此外, 用来配制银氨溶液的试剂(硝酸银溶液和稀氨水)很常 见,高中生又熟谙相应的配制方法,这些都无疑成为该 方法能推广应用的优势. (2)银氨溶液虽适宜CO的检验,但并不适用于 CO的尾气处理.原因在于CO在银氨溶液中的吸收效 率不高,无法彻底被去除;而且,硝酸银价格相对昂贵 致使实验成本高,而实验中用稀氨水配得的银氨溶液 的浓度又相对偏低,诸多因素致使该方法并不适宜中 学实验教学时用于CO的尾气处理. 参考文献: [1]王祖浩,王程杰.普通高中化学课程标准实验教科书《实验化 学》(选修)【M】.南京:江苏教育出版社.2009. [2]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学无机化学教研室 编.无机化学(第四版)下册[M1.北京:高等教育出版社2003. 【3]陆燕海,谢培轩,忻良.例谈用塑料瓶改进系列化学实验lJ1. 中学化学教学参考,2007,(8):37~38.