模拟雷雨天气放电生成微量硝酸

1、创意基础

　　结合教材中的相关知识点及环境科普教育，使“氮与氧气的反应”教学更加直观生动。

　　2、实验用品

　　浓硫酸、硫酸亚铁、试管、石蕊试液、J1206感应圈（电子）、无色透明塑料（矿泉水瓶）。

　　3、实验步骤

　　（1）取一事先洗净并干燥的塑料瓶（背面贴白纸作为白屏，辅助观察瓶内气体颜色变化），盖紧瓶口后竖直放在感应圈上（见附图），将感应圈的两极针剌破瓶壁伸入瓶内，两针尖距离调至5至6cm，将感应圈接通220V电源保持连续放电2至3min。切断电源，取下塑料瓶，用塑料胶带贴住瓶体上的小孔与另一干燥塑料瓶对比，观察瓶内气体颜色。

　　（2）在瓶内加入10mL蒸馏水，充分振荡溶解气体并观察瓶内颜色变化，用一洁净小试管取少量瓶内液体，用石蕊试液或pH试纸检测液体酸度。

　　（3）将瓶中剩余液体倒入小试管，再加入数粒硫酸亚铁晶体，使试管倾斜，用滴管沿试管内壁缓缓加入约1mL浓硫酸，观察现象。

　　4、实验现象及解释

　　步骤1可观察到放电后瓶内气体变成红棕色。

　　N2+O2＝2NO

　　2NO+O2＝2NO2（红棕）

　　步骤2加水后瓶内红棕色消失，瓶内溶液可使石蕊试液或pH试纸变为红色，证明有酸性物质产生。

　　4NO2+O2+2H2O＝4HNO3

　　步骤3可观察到棕色环，证实有硝酸根离子生成。

　　6Fe+2NO+8H＝6Fe+2NO+4H2O

　　Fe+mNO＝Fe(NO)m（棕）

　　结论：有硝酸生成。

　　5、注意事项

　　（1）棕色环法检测NO3-，最低检出浓度为40ppm，故塑料瓶中水量不能多，多则溶液浓度太小，不易检测。

　　（2）若使用机械式J1206感应圈，因放电强度小，故应适当延长放电时间。

　　6、特点

　　（1）充分利用了实验室现有设备和废旧物品。

　　（2）作为课堂演示或科普教育实验，现象明显直观。

　　（3）操作简便、省时，适合课堂演示。