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文档简介

氨催化氧化制硝酸一、 实验目的：1. 熟练掌握演示“氨催化氧化制硝酸”实验的操作技能2. 了解该实验不同的几套装置，提高对实验装置的选择、评估及改进等能力。3. 提高实验研究的初步能力。二、 实验原理：氨气和空气在加热和催化剂的作用下，可发生反应4NH3+5O2=4NO+6H2O，接着在空气中2NO+O2=2NO2，NO2遇水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO于是水中有硝酸生成。铂是氨催化氧化最佳的催化剂，但铂价格昂贵，所以本实验使用的催化剂是三氧化二铬，它可以由价廉的重铬酸铵加热分解生成：(NH4)2Cr2O7=N2+4H2O+Cr2O3 实验装置如下：三、 实验用品：锥形瓶、圆底烧瓶、双孔附导管橡皮塞两个、气唧、反应管、烧杯、玻璃纤维、重铬酸铵、氨水、石蕊试液。四、 实验内容：实验步骤实验现象反应方程式1. 在石棉网上加热重铬酸铵（桔红色）制备三氧化二铬催化剂2. 装配好实验装置，并检查装置气密性。3. 装入玻璃棉、催化剂，注入1:1的氨水140ml，在小烧杯中注入半杯水并滴加2ml的石蕊试液。点燃酒精灯，加热催化剂，慢慢鼓入空气4.用同样方法做比例2:1和3:1的实验，探究其现象加热片刻后，有类似火山爆发的现象，并生成绿色膨松的三氧化二铬向装置鼓气时，导管口有气泡产生，说明装置气密性良好加热一段时间后，圆底烧瓶出现了红棕色气体，同时催化剂有发红（放热）的现象，接着石蕊试液变成淡淡的粉红色。现象见下表(NH4)2Cr2O7=N2+4H2O+Cr2O34NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO不同浓度氨水进行氨催化氧化实验的现象氨水：水实验现象1:1加热一段时间后，圆底烧瓶出现了红棕色气体，同时催化剂有发红（放热）的现象，接着石蕊试液变成淡淡的粉红色。2:1有少量红棕色气体产生同时出现少量白烟，催化剂有发红（放热）的现象，石蕊试液颜色稍稍的变淡些。3:1出现了大量的白烟，催化剂有发红（放热）的现象，石蕊试液变淡蓝色。五、 注意事项：(1)装置的气密性要良好(2)操作中，鼓气速率要适中，过快，氨气不能完全催化氧化，且使体系温度下降。鼓气太慢，氧气不足，两者均会在烧瓶中形成白色烟雾而很难观察到红棕色气体。(3)催化剂Cr2O3要保持干燥，且现用现制。六、实验分析和探讨：本实验成功的关键因素有：1.鼓气速度的影响 2.氨水浓度的影响 3.催化剂及催化温度的影响因此，可作如下改进：以上问题解决后已经可以看到红棕色的二氧化氮气体在烧瓶中慢慢生成了，但是同时烧瓶内却凝结了大量的水蒸气，使红棕色看起来模模糊糊 的。这主要是因为氨气在氧化后生成了大量的水。水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察，而且会将其吸收形成硝酸酸雾。因此可将原有装置做如下图的改进，在燃烧管和烧瓶中增加一
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