【实验室制二氧化氮】在化学实验中，二氧化氮（NO₂）是一种常见的氧化性气体，具有强氧化性和刺激性气味。它常用于工业生产、硝酸制备以及一些有机合成反应中。在实验室中，通常通过硝酸与金属铜的反应来制取二氧化氮。以下是该实验的详细总结。
一、实验目的
1. 掌握实验室制取二氧化氮的原理和方法。
2. 理解硝酸与铜的反应过程及其产物。
3. 学习气体收集与尾气处理的基本操作。
二、实验原理
实验室制取二氧化氮的主要反应是浓硝酸与铜的反应：
$$
\text{Cu} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 2\text{NO}_2↑ + 2\text{H}_2\text{O}
$$
在这个反应中，浓硝酸作为强氧化剂，将铜氧化为硝酸铜，同时自身被还原为二氧化氮气体。
三、实验装置与材料
| 名称 | 用途说明 |
| 铜片 | 反应物，提供铜元素 |
| 浓硝酸 | 氧化剂，参与反应 |
| 锥形瓶 | 收集反应产生的气体 |
| 导管 | 连接反应装置与气体收集系统 |
| 水槽 | 用于排水法收集气体 |
| 碱液（如NaOH） | 处理尾气，防止二氧化氮污染空气 |
四、实验步骤
1. 在锥形瓶中加入适量的铜片。
2. 用滴管缓慢加入浓硝酸，观察反应现象。
3. 反应过程中会产生红棕色气体，即二氧化氮。
4. 使用排水法收集气体，直至反应停止。
5. 实验结束后，用碱液吸收剩余的二氧化氮气体，避免环境污染。
五、实验现象
- 颜色变化：溶液由无色逐渐变为蓝色，表明生成了硝酸铜。
- 气体颜色：产生红棕色气体，即二氧化氮。
- 反应剧烈程度：随着反应进行，气体释放速度加快，反应放热明显。
六、注意事项
| 注意事项 | 说明 |
| 使用浓硝酸时需戴手套和护目镜 | 浓硝酸具有强腐蚀性 |
| 实验应在通风橱中进行 | 二氧化氮有毒，易造成空气污染 |
| 反应后必须处理尾气 | 避免对环境和人体造成危害 |
七、实验结论
通过本实验可以成功制得二氧化氮气体，并理解其反应机理及实验操作要点。此实验不仅有助于掌握气体的制备与收集方法，也加深了对硝酸强氧化性的认识。
总结表格：
| 项目 | 内容 |
| 实验名称 | 实验室制二氧化氮 |
| 反应方程式 | Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O |
| 主要原料 | 铜、浓硝酸 |
| 产物 | 硝酸铜、二氧化氮、水 |
| 气体颜色 | 红棕色 |
| 实验装置 | 锥形瓶、导管、水槽、碱液处理装置 |
| 安全措施 | 戴防护装备、通风操作、尾气处理 |
| 实验意义 | 理解硝酸的强氧化性，掌握气体实验技能 |