模擬雷雨天氣放電生成微量硝酸

1、創(chuàng)意基礎(chǔ)

　　結(jié)合教材中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及環(huán)境科普教育，使“氮與氧氣的反應(yīng)”教學(xué)更加直觀生動(dòng)。

　　2、實(shí)驗(yàn)用品

　　濃硫酸、硫酸亞鐵、試管、石蕊試液、J1206感應(yīng)圈（電子）、無色透明塑料（礦泉水瓶）。

　　3、實(shí)驗(yàn)步驟

　　（1）取一事先洗凈并干燥的塑料瓶（背面貼白紙作為白屏，輔助觀察瓶?jī)?nèi)氣體顏色變化），蓋緊瓶口后豎直放在感應(yīng)圈上（見附圖），將感應(yīng)圈的兩極針剌破瓶壁伸入瓶?jī)?nèi)，兩針尖距離調(diào)至5至6cm，將感應(yīng)圈接通220V電源保持連續(xù)放電2至3min。切斷電源，取下塑料瓶，用塑料膠帶貼住瓶體上的小孔與另一干燥塑料瓶對(duì)比，觀察瓶?jī)?nèi)氣體顏色。

　　（2）在瓶?jī)?nèi)加入10mL蒸餾水，充分振蕩溶解氣體并觀察瓶?jī)?nèi)顏色變化，用一潔凈小試管取少量瓶?jī)?nèi)液體，用石蕊試液或pH試紙檢測(cè)液體酸度。

　　（3）將瓶中剩余液體倒入小試管，再加入數(shù)粒硫酸亞鐵晶體，使試管傾斜，用滴管沿試管內(nèi)壁緩緩加入約1mL濃硫酸，觀察現(xiàn)象。

　　4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及解釋

　　步驟1可觀察到放電后瓶?jī)?nèi)氣體變成紅棕色。

　　N2+O2＝2NO

　　2NO+O2＝2NO2（紅棕）

　　步驟2加水后瓶?jī)?nèi)紅棕色消失，瓶?jī)?nèi)溶液可使石蕊試液或pH試紙變?yōu)榧t色，證明有酸性物質(zhì)產(chǎn)生。

　　4NO2+O2+2H2O＝4HNO3

　　步驟3可觀察到棕色環(huán)，證實(shí)有硝酸根離子生成。

　　6Fe+2NO+8H＝6Fe+2NO+4H2O

　　Fe+mNO＝Fe(NO)m（棕）

　　結(jié)論：有硝酸生成。

　　5、注意事項(xiàng)

　　（1）棕色環(huán)法檢測(cè)NO3-，最低檢出濃度為40ppm，故塑料瓶中水量不能多，多則溶液濃度太小，不易檢測(cè)。

　　（2）若使用機(jī)械式J1206感應(yīng)圈，因放電強(qiáng)度小，故應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)放電時(shí)間。

　　6、特點(diǎn)

　　（1）充分利用了實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備和廢舊物品。

　　（2）作為課堂演示或科普教育實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯直觀。

　　（3）操作簡(jiǎn)便、省時(shí)，適合課堂演示。