模擬雷雨天氣放電生成微量硝酸

1、創意基礎

　　結合教材中的相關知識點及環境科普教育，使“氮與氧氣的反應”教學更加直觀生動。

　　2、實驗用品

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

　　3、實驗步驟

　　（1）取一事先洗凈并干燥的塑料瓶（背面貼白紙作為白屏，輔助觀察瓶內氣體顏色變化），蓋緊瓶口后豎直放在感應圈上（見附圖），將感應圈的兩極針剌破瓶壁伸入瓶內，兩針尖距離調至5至6cm，將感應圈接通220V電源保持連續放電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比，觀察瓶內氣體顏色。

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

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

　　4、實驗現象及解釋

　　步驟1可觀察到放電后瓶內氣體變成紅棕色。

　　N2+O2＝2NO

　　2NO+O2＝2NO2（紅棕）

　　步驟2加水后瓶內紅棕色消失，瓶內溶液可使石蕊試液或pH試紙變為紅色，證明有酸性物質產生。

　　4NO2+O2+2H2O＝4HNO3

　　步驟3可觀察到棕色環，證實有硝酸根離子生成。

　　6Fe+2NO+8H＝6Fe+2NO+4H2O

　　Fe+mNO＝Fe(NO)m（棕）

　　結論：有硝酸生成。

　　5、注意事項

　　（1）棕色環法檢測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。

　　（2）若使用機械式J1206感應圈，因放電強度小，故應適當延長放電時間。

　　6、特點

　　（1）充分利用了實驗室現有設備和廢舊物品。

　　（2）作為課堂演示或科普教育實驗，現象明顯直觀。

　　（3）操作簡便、省時，適合課堂演示。