一、实验背景

　　氮氧化物的水溶性及其在注射器中的相互转化，是人教版《高中化学(必修2)》第五章第二节《氮及其化合物》中的实验[1]。本节要求学生从物质类别和元素价态两个视角来认识物质间的转化，采用实验探究的方法学习氮及其化合物的性质，形成认识非金属及其化合物的基本思路。相应地，《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中将氮氧化物的性质与转化作为学习活动[2]，因此制取一氧化氮并将其用于演示实验，能帮助学生提升化学学科核心素养。然而一氧化氮极易与空气中的氧气发生反应，且氮氧化物对人体健康和生态环境会产生不利影响，这给实验的开展造成了较大阻碍。基于上述情况，本文设计出简易一氧化氮制取及演示装置，所需的材料廉价易得，实验操作安全性高、简便易行，实验现象鲜明、富有启发性，适于高中化学教学使用。

　　二、实验原理

　　三、实验材料

　　四、实验方法

　　五、实验教学建议

　　第一，已有文献表明，硝酸浓度为6 mol·L-1、反应温度为40oC时，既能加快反应速率，缩短一氧化氮生成所需要的时间，又不至于引发副反应(如果溶液浓度过大、反应温度过高，硝酸的氧化性会比较强，导致产物中混有二氧化氮)[3]。所以在制取一氧化氮时，可用恒温电热套加热盛有稀硝酸的烧杯，将其中溶液的温度维持在40oC左右，以此进一步提高实验准备效率。

　　第二，教师应注重素材的趣味性和实验的探究性，例如可借“雷雨发庄稼”这一熟悉的自然现象创设教学情境，首先引出化学问题，唤起学生的好奇心和探究欲，使其主动分析雷电过程中可能出现的化学变化;其次，开展演示实验或播放相关视频，以实验现象为证据来验证学生的猜想;再次，针对现象适时、合理追问，引导其了解闪电固氮过程中含氮物质之间的转化;最后，总结氮气、一氧化氮以及二氧化氮的主要物理性质和化学性质，书写相应的化学方程式——氮气的化学性质稳定，通常情况下很难与其他物质反应，无法被大多数生物体直接吸收，但在放电条件下，氮气能与氧气发生化合反应生成一氧化氮。

　　第三，在演示氮氧化物的性质与转化实验后，教师可以启发学生联系实验现象和工业生产实际思考：二氧化氮溶于水生成一氧化氮和硝酸，这是工业制硝酸的原理;如果要将注射器中的一氧化氮充分转化，可以采取什么措施?这对工业上生产硝酸有什么启示?学生会认识到当体系中的氧气过量时，一氧化氮可以完全反应，转化成硝酸。

　　第四，氮是典型的非金属元素，对应的无机物一般可分为单质、氢化物、氧化物、酸、碱和盐，教师可以在实验结束后带领学生对这些物质之间的关系进行初步梳理(见图6)，该过程既有利于学生将所学知识系统化、结构化(通过后续对氨和铵盐、硝酸等物质的学习，最终建构氮及其化合物的知识体系)，又能强化学生“依据类别通性和氧化还原反应原理，实现元素化合物的相互转化”的意识(物质类别和元素价态是元素化合物学习的重要思考角度)，从而提升其变化观念等学科核心素养。

　　第五，建议教师充分挖掘实验的教育价值，利用实验辅助学生探索自然界中的闪电固氮过程，认识工业制硝酸的原理和注意事项，体会科学家是如何分析、解释自然现象继而模仿自然界来造福人类的，感受合理使用化学物质的必要性和化学科学在解决真实复杂问题中发挥的积极作用，了解化学对社会发展的重要贡献，培育学生的科学思维及社会责任感。

　　参考文献

　　[1] 普通高中教科书化学(必修2)[M].北京:人民教育出版社,2019:13.

　　[2] 教育部.普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020:14-17.

　　[3] 邱美艳.稀硝酸与铜反应最佳条件的探究[J].实验教学与仪器,2020(12):38-40.

苏雨禾　内蒙古自治区呼和浩特市第二中学