氨的催化氧化实验报告
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《化学实验教学研究》实验报告
实验项目:“氨的催化氧化”实验设计与研究实验日期:2016年9月23日下午至晚上
姓名:学号同组人:台号:2台3组
【教学目标】
本实验原理位于必修一第四章第四节,教材没有提供具体实验要求和步骤,通过本实验主要达到以下教学目标:
知识与技能:通过本实验加深对氨的物理性质和化学性质的理解,以及仪器的选择和操作。
过程与方法:通过方案的设计体会设计实验的思路和方法,通过对实验现象的解释提高分析
问题的能力。
情感态度与价值观:培养合作探究精神,增强实验安全意识。
【实验原理】催化剂
4NH+5Q 4NO+6H 2O+Q
△
2NO+O
3NO+HO =HNO 3+NO+Q
NH+HNO —NH 4NO
可能会出现的副反应:
催化剂
NH+4Q 2N 2O+6HO
△ ~
催化剂
4NH+3O N2+6HO
△
:■、实验药品:浓氨水(25% -28%)、重铬酸铵、三氧化二铁、氧化铜、氢氧化钠等【实验方案设计思路】
2+Q
【实验装置及药品】
1. 鼓气速率过快则可能产生白烟,氨气转化率低。鼓气过慢则可能使气体密度过低,反应
热量低致使反应停止,也
可能是一氧化氮分解为氮气和氧气。
2. 氨水浓度过大尽管有红棕色气体产生,同时产生白烟(硝酸铵)
。氨水浓度过小时带入
过多水分影响催化剂活性,红热现象不明显,红棕色不明显。
3. 鼓气速率不同,单位体积空气能带出的氨气的量基本不变。
4. 实验前检查装置气密性,要进行预热,实验结束先将导管移出烧杯再撤酒精灯
5. 一氧化氮氧化和二氧化氮溶于水都是放热反应。
【实验内容】 一、实验步骤:
1 •用重铬酸铵制备氧化铬催化剂。
2 .用氧化铬作催化剂,在不同浓度氨水(总体积 50ml ,浓氨水与水的体积比分别是
1:1,3:2,2:3)下进行操作。
3.以最佳浓氨水与水体积比,使用氧化铁和氧化铜作催化剂进行实验。
、实验现象记录 氨水:水
催化剂
现象 分析
催化剂红热
红棕色
白烟
1:1 Cr 2O 3
+++ +++ +
催化剂颜色 变暗时以适 中速度鼓气,
催化剂红热 明显,洗气瓶 中红棕色气 体产生,有少 量白烟产生
3:2 62O 3 ++
++
本次没有掌 握好鼓气的 时机,并
且鼓
反应物产主 装置
•考虑純氧和氮汽反应容易发生爆炸”同时氨气具有痒发性,因此通过打汽球汩 行鼓气将氨气和空气混合「可以在玻璃管进气口放少童棉花用于除去混合气 体中的水 •注意拿握鼓气的时机和频率,在催比剂变色时加快鼓气同时放置催化剂被吹 走
反应装置
「崔化剂使用之前应该炒制除水「装填应该松紧适度"不留缝隔 •出气口放置玻璃棉和谍丝防止催化剂被吹走 •考虑反应所需温度比较高,本实验采用三芯酒精灯
产物处理装
置
♦主成物中有水产主'因吐可以增加除水装置.例如无水氯化钙
•为了便气怵颜色更容易观察,采用直径比较大的器皿 •尾气中有毒气体二氧化氮用氢氧化钠洛叛吸收
结论:使用三氧化二铬作催化剂,氨水和水的体积比为1:1为反应最佳条件。
三、问题与讨论
1.白烟的产生
白烟的产生是由于二氧化氮溶于水生成硝酸,氨气与硝酸反应生成硝酸铵,可能是由于鼓气过早或者过快、氨水浓度太大造成的。
2 •相通条件下观察到截然不同的现象
在使用三氧化二铬作催化剂,氨水和水的体积比为3:2时,之所以观察到不同的现象,可能
由于两次实验鼓气的时机和速率不同造成的。
3气体收集装置中未见红棕色,打开盖子使空气进入后产生红棕色
说明其中有一氧化氮气体,之所以未观察到红棕色,可能是由于反应产生的水将二氧化氮吸收。
参考文献
张婉佳,李燕红,曾庆旺.氨催化氧化演示实验的探究[J].化学教育,2012, (10): 62-64.