浓硫酸不能干燥no2气体的实验探究

2021年1月22日发(作者：郎葆辰)
浓硫酸不能干燥
NO
2
的实验探究


湖北省巴东县第二高级中学

田宗学
444324
华中师范大学化学学院

胡宗球
430079
凡学习过化学的人都知道二氧化氮为红棕色、有强烈刺激性气味、有毒性的气体。
易溶于水，且能与 水反应的一种酸性氧化物。在实验室制取
NO
2
时，能否用浓
H
2< br>SO
4
来干燥
NO
2
气体，一般地化学参考资料都没有明确指 出
【
1
】
，大学教材
【
2
】
中的有关内容
也是如此。但是目前在一些权威性著作
[3]
中出现“浓硫酸可以用来干燥
N O
2
气体”
。在
各种高中化学复习资料中，
用浓硫酸来干燥
NO
2
的练习和测试题早已频频出现
【
4
】
，
这是
一个不争的事实，
也是一个十分明显地科学性错误。
下面笔者就用两个实验的客观事实
来说明浓硫酸不能用于干燥二氧化氮气体。

1

实验一

1.1.

实验装置如图所示



Cu













浓
HNO
3














浓
H
2
SO
4






















NaOH
图
1
1.2.
实验步骤

在一支带有导管的试管中用铜 和浓硝酸反应制取的
NO
2
气体，并且控制气流慢慢
地通入到盛有大约
2ml
浓硫酸的试管里，
将产生的尾气再通入到盛有
NaOH
溶液的烧杯< br>中进行吸收处理，防止污染空气，然后仔细观察实验的现象。

1.3.
实验现象及结果

1.3.1.
实验起初通入到浓
H
2< br>SO
4
中浓烈的红棕色
NO
2
气流经过浓硫酸时，
我 们发现
红棕色的气体竟然是有进无出，没有一点气体外逸。

1.3.2.
在短时间内浓硫酸吸收
NO
2
后，
无色透明的浓硫酸没有颜色变化，
大约经过
2min
钟，吸收了更多的
NO
2
，浓硫酸才显浅红棕色。 如果继续通入
NO
2
气体，浓硫酸
混和溶液的颜色才逐渐加深。

1.3.3.
在浅红棕色的浓硫酸混和溶液中加入一小块铜片，
很明显的观察到铜片 被溶
解了。

1.3.4.
再把吸收了
NO
2
的 浅红棕色浓硫酸混和溶液在酒精灯上加热，
混和溶液还没
有达到沸腾以前，
就会有大量 被浓硫酸溶解的
NO
2
解吸出来，
并且很清楚地看到一些气
体从溶液 中向外逸出。

由此说明，
NO
2
这种酸性氧化物能够溶解于浓硫酸。

2

实验二

2.1.

实验装置如图
2
所示

























































注射器

浓
HNO
3












浓硫酸
































水


Cu
a











b



































图
2




2.2
实验步骤及现象

向一充满红棕色
NO
2
气体的试管
b
中用注射器注入
2m
l
浓硫酸，可以明显地观察
到注入浓硫酸之后，
气体的红棕色颜色迅速消失，
浓硫酸混 和溶液起初变成浅红棕色的
液体，随着二氧化氮气体量的增加，无色透明浓硫酸混和溶液变为红棕色透明 液体，实
验的现象非常显著。





3.
分析与结论

综上所述，
两个实验证明浓硫酸不能用来干燥二氧化氮气体。< br>大学教材中明确指出，
在通常情况下，二氧化氮和四氧化二氮是一种混和物，不可能有纯净的二氧 化氮气体，
二氧化氮和四氧化二氮的混和物之所以能被浓硫酸强烈吸收，
主要是基于以下几个方 面
的原因：

其一：是物理吸收。
NO
2
、
NO< br>、
N
2
O
4
等等以分子的形式溶解在浓硫酸中，如果吸收了比较多的二氧化氮时，使得无色透明的浓硫酸呈明显的浅红棕色透明的液体。

其二：< br>是化学吸收。
二氧化氮与浓硫酸反应生成了亚硝基硫酸
（
NOHSO
4
）
。
化学反
应方程式为
【
4
】
：

3NO
2
+
H
2
O






2
HNO
3
+ NO
↑

2NO
2
+H
2
O







HNO
3
+HNO
2

3HNO
2










HNO
3
+2NO
↑
+H
2
O





NO
2

+
NO
+
2H
2
SO
4
（浓）









2NOHSO
4

+
H
2
O





























亚硝基硫酸

或
N
2
O
3
+
2H
2
SO
4
（浓）









2NOHSO
4

+
H
2
O





























亚硝基硫酸

当亚硝基硫酸在水中、酸中、空气中时 就会自发地分解释放出
NO
和
NO
2
气体。

其三 ：四氧化二氮能与水反应生成硝酸。在室温下，二氧化氮和四氧化二氮是一种
混和物，在反应平衡混和物 中二氧化氮仅占气体总体积的
1/5
不足，而四氧化二氮气体
却占
4/5有余，
那么，
把
NO
2
充入到浓硫酸中，
首先是
NO
2
被浓硫酸吸收生成水，
水就
能够满足
N
2
O
4
反应的需要了。其化学反应方程式为：

3N
2
O
4

+2
H
2
O







4HNO
3

+
2NO
NO
+
NO
2

+
H
2
O






2
HNO
2

或
N
2
O
3

+
H
2
O






2 HNO
2







参考文献

1.



人民教育出版社化学室。
全日制普通高级中学教 师教学用书
（必修加选修）
，
化学（第二
册）人民教育出版社，
20 04
。

2.

北京师范大学

华中师范大学

南京师范大学编。

无机化学

，

高等教育出版社
1985
年
3
月（
5 69~572
）
。

3.

教育部《基础教育课程》编辑部组织编写。中学新课标资源库

化学卷。北京工业大学
出版社。
2004
年
2
月（
49
）
。
4.


刘怀乐。
NO
2
在教学中值得 注意的几个问题。中学化学教学参考，
2004
（
1-2
）
。


曹忠良，王珍云。

无机
英语写作分数的
88
个词组