氨氧化法制备硝酸
实验1：氨的催化氧化制硝酸
氨的催化氧化实验是工业制硝酸的基础，重要且难度大、成功率较低，研究并设计好本实验对培养教师的创新素质、提高实验研究、改进能力大有裨益。
【实验目的】
1. 设计出氨催化氧化演示实验的合理装置。
2. 研究并选择适合中学实验条件的催化剂。
3. 掌握本实验成功的关键和操作技术。
【设计内容和要求】
1. 结合自己教学实践经验和当地学校实验条件，设计两种氨氧化演示实验的简易装置，并画出实验装置图、简述实验步骤及注意事项。
2. 选择三种催化剂进行氨的催化氧化对比实验，寻找合适催化剂。
3. 对氨水浓度、鼓气速度及装置的简化做一些对比实验进行研究。
【研究和讨论】
1. 本实验成功的标志是什么？
2. 总结本实验成功的关键和操作技术。
3. 可以作本实验的催化剂有哪些？结合你校实验条件何种催化剂易得效果又好？
4. 本实验易出现那些异常现象？如何防止并消除？
【参考资料】
1. 催化剂的选择与制备
通过对部分过渡元素及ⅡA、ⅢA族几种元素的氧化物、单质共16种物质作催化剂进行大量、重复的实验说明：Cr203、Mn02、Cu0、Fe203、V2O5、钴石棉、银石棉、铂石棉、铜丝等都可以作本实验的催化剂，其中尤以价格低廉而又易得的Cr203、Mn02、Cu0的效果最佳。
三氧化二铬的制备：将重铬酸铵晶体少许放入干燥的试管底部加热分解可得到疏松的三氧化二铬。其反应是：
银石棉的制备：将石棉绒放入硝酸银溶液中浸透，取出后挤去多余的溶液，烘干、灼烧即得银石棉。
钴石棉的制备：用石棉绒浸透硝酸钴溶液，烘干、灼烧即得。或用硝酸钴加热分解得到黑色氧化钴粉末，再与少许干燥的石棉绒均匀混合即得。
活性催化剂的制备：取粒状煤渣为载体，用饱和的重铬酸铵溶液浸透，放入蒸发皿中烘干，再充分焙烧即得三氧化二铬为主的催化剂(因煤渣里已含有少量三氧化二铁等具有催化活性的组分)。
还可将饱和高锰酸钾溶液吸附在粒状煤渣载体上，烘干、焙烧至无氧气放出，再用水洗至滤液不呈碱性，再烘干即得二氧化锰为主的活性催化剂。
2. 催化管的选择与催化剂的装填
大量的实验研究表明，本实验成功的关键是氨、氧混合气体与热的催化剂充分接触。由于催化剂大多数是粉末状的，如果催化剂填充太紧，反应混合气体难以通过，致使实验现象不明显；如果填充太松，特别是有较大空隙时，将有一部分氨、氧混和气体末与催化剂接触，而导致生成白烟。所以催化管宜细不宜粗，内经为5mm左右较为适宜。粉末状催化剂按图1-1进行装填：
如图A所示，用一根铁丝将少量玻璃纤维推入催化管中部，再如图B所示，将催化管插入盛粉末状催化剂的试剂瓶内，使催化剂进入催化管1.5cm左右，然后如图C所示，将催化管倒过来，轻轻敲催化管，使催化剂疏松地粘在玻璃纤维上。不能先把催化剂装入催化管，再用铁丝把玻璃纤维推入，这样装填的催化剂太紧而不疏松。实验证明，以颗粒状的催化剂效果好。对于粉末太细的催化剂(如Fe203等)，则应先粘附在玻璃纤维上，再用铁丝推入催化管内。内径大于6mm的催化管，要在催化剂两边放玻璃纤维或棉花，使催化剂与催化管内壁不留空隙。
3.实验方案的选择
(1) 纯氧对氨的氧化
方法一：实验装置如图1-2。
主要操作步骤：用塑料袋收集氧气，在长约15cm内径4mm的玻管内疏松地填入Cr203或Mn02、Cu0连接好实验装置。用酒精灯加热催化剂，待轻轻挤压塑料袋使催化剂发红时(大约半分钟左右)，
移开酒精灯，继续鼓气, 催化剂保持红热，并立刻见到红棕色气体。用浓磷酸(或浓硫酸)洗涤反应后的气体，既可防止白雾产生，使红棕色现象明显可靠，又可提高对氨水浓度的适应范围。浓磷酸(或浓硫酸)在此既为气体的干燥剂，又是未被氧化的氨气的吸收剂。由于吸收了多余的氨，所以氨水浓度大些花时少，且NO2的红棕色出现得快。
至于鼓气速度，则对该实验结果影响不大，只要注意轻轻挤压塑料袋不使催化剂受气流冲击而移位即可。
洗气装置最好用内径为8～10mm的玻管弯成U形管。浓磷酸(或浓硫酸)的量不宜多，只能按图1-2所示的与U形管上沿相切，否则鼓气时会把浓磷酸(或浓硫酸)压出U形管。
方法二：实验装置如图1-3。
主要操作步骤：在一塑料袋内收集氨、氧混合气体，使VO2﹥VNH3。按图连接好装置。加热催
化剂至轻轻挤压塑料袋催化剂发红时，移去酒精灯，催化剂仍保持红热，把试剂瓶套在玻管口部，立刻见到红棕色气体。
氨、氧混合气体的收集及体积比的控制：
方法1用KClO3和MnO2混和加热，先收集大半袋02，再加热浓氨水至塑料袋充满。
方法2将28％的氨水与30％的过氧化氢以2﹕3的体积比注入锥形瓶内。再加少量Mn02作催化剂，按图1-4的装置收集氨、氧混和气体，由于过氧化氢的分解反应是一个放热反应，收集时应注意安全。应使用口径稍大的乳胶管和导气管，收集前要检查导气管是否畅通。另外，氨水和过氧化氢的用量应尽可能少些。一般6mL氨水和9 mL过氧化氢产生的混和气体可做8～10次实验，足够—个班的演示。
(2)空气对氨的氧化实验装置如图1-5
主要操作步骤：用试管夹夹住催化管4，在酒精灯上加热催化剂至鼓入空气催化剂发红(约半分钟)。继续鼓入空气，并将催化管插入平底烧瓶，催化剂仍维持红热，瓶内立即出现红棕色气体。加入少量含石蕊试液的蒸馏水，石蕊变红。其他参考装置如图1-6、图1-7。
主要操作步骤：取内径8～15mm、长15cm左右的硬质玻管为反应管，在其中部约2cm范围装满以煤渣为载体的活性催化剂、或新制Cr203、颗粒状的Mn02(或Cu0)，两侧塞以玻璃纤维或耐火棉，按图连接好装置。将酒精灯焰预热催化管后集中加热催化剂30～40秒钟，缓慢鼓入空气，待催化剂发红时移开酒精灯，加快鼓气速度，催化剂继续红热，氧化瓶中出现红棕色气体。
氨水浓度要适宜，浓了氧化不完全,会产生白烟；稀了由于氧化产物少，催化剂红热现象不明显，红棕色的现象不易观察到。氨水浓度要根据室温高低加以调节，当氨水浓度和室温接近如下关系时，可使实验获得满意效果。
室温(℃) 0 5 10 15 20 25 30
氨水(％)27 24 21 18 15 129
鼓入空气的速度要适当，一般是先慢慢鼓气，待催化剂开始红热，移开酒精灯时适当加快。鼓气时用拇指按住洗耳球底部气孔轻轻挤压洗耳球，移开拇指时用另一只手的拇指和食指捏紧连接洗耳球的乳胶管，以防倒吸。
氨氧化产物导入接收器的时间要控制好。如果在实验前先把导管插入接收器中，则容易出现白烟。只有当氨催化氧化放出的热量能维持催化剂发红时，再把导管插入接收器中，这样导出的混合气体含
氨少，一氧化氮较多、效果好。
（注：为了防止倒吸时将红
热的催化剂吸入盛氨水的锥
形瓶(具支试管)引起氨、氧混
合气体爆炸，一定要在盛氨水
的装置和催化管的连接处放
防爆铜丝卷。）
氨的催化氧化
探究的因素及水平如下：氨水的浓度 V（氨水）：V （水）加热时间 催化剂 种类 实验指标 1:1 3min Cr 2 O 3 1催化剂是否有明显红 热现象 2.是否有红棕色气体 产生。 3.玻璃管内是否有小 水滴 2：3 Fe 2O 3 4：5 Fe 2O 3 实验装置图： 实验装置设计依据： （1）反应的原理: 该反应是氨气、氧气和催化剂在较高温度下进行的气体和固体之间的反应，我们需要从以下几个方面考虑从而来设计整个实验： a)反应物的制备： ①浓氨水具有挥发性，会挥发出氨气，故可以利用其性质来制备氨气； ②经查阅资料可知，氨气在空气中的爆炸极限是15.5%~27%，在纯氧中的爆炸极限是 13.5%~79%，含氧量越高，极限范围扩大，越容易爆炸，故我们在此尽量不用纯氧来进 行实验，而是采用一个双联打气球，通过不断的挤压来鼓入空气； ③优点：装置简单，操作简便；同时在鼓入的过程中还可以增加氨气的逸出速度。 b)反应条件：
实验研究方案及实验记录： 仪器：双联打气球、洗气瓶（3个）、铁架台、50mL 量筒、250ml 烧杯、电子秤、三芯酒精灯、胶管、玻璃棒、硬质玻璃管，直角导管，玻璃棉、铁丝； 药品：浓氨水（25%~28%）、蒸馏水、NaOH (1mol/L)、Fe 2O3、CuO 、(NH 4)2Cr 2O 7 实验内容： （一）实验操作步骤： （二）实验装置图： （三）实验内容及数据记录： （1）氨水浓度的影响 在硬质玻璃管中加入8-10cm 的Cr 2O 3作为催化剂，保证催化剂的加热时间不变（3min ），分别取50mL 不同比例的氨水进行实验，观察实验效果，对比探索氨催化氧化中选用氨水浓度的最佳比例。数据记录如下： 制备催化剂 催化剂的 填装 搭建实验装 置 配置50ml 一定浓度的氨水 点燃三芯酒精灯，进行实验 加热3min 后缓慢鼓气，当看到有火星时，加快鼓气速度，加 快鼓气速度， 观察并记录实验现象
高中化学竞赛题 合成氨硝酸工业
中学化学竞赛试题资源库——合成氨、硝酸工业 A组 1．工业上用氢气合成氨，氢气的主要来源是 A 水和燃料 B 电解水 C 锌与稀硫酸反应 D 液化空气 2．工业上合成氨，为了兼顾反应速率、化学平衡和设备条件等因素，我国目前一般采用的压强和温度 A 常温常压 B 1000℃，1MPa C 100℃，0.1MPa D 500℃，20～50MPa 3．工业上合成氨时一般采用500℃左右的温度，其原因是 ①适当提高NH3的合成速率②适当提高H2或NH3的转化率 ③提高NH3的产率④催化剂在500℃左右活性最大 A ① B ①④ C ②③ D ①②③④ 4．合成氨工业常用的N2和H2在进入合成塔前，必须除去所含各种杂质，是为了 A 提高N2、H2浓度 B 减少副反应 C 防止催化剂中毒 D 有利于平衡向右移动 5．从N2＋3H22NH3（正反应放热）的反应看，为了提高氨的平衡浓度，可选用的条件有 A 升温、加压 B 降温、加压 C 升温、降压 D 降温、降压 6．合成氨时使用催化剂的作用是 A 提高N2、H2的浓度 B 提高NH3平衡浓度 C 缩短达到化学平衡的时间 D 提高合成氨的单位时间产量 7．下面是合成氨的简要流程示意图： 沿X路线回去的物质是 A N2和H2 B 催化剂 C N2 D H2 8．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气 B 加压有利于氨的合成 C 加催化剂有利于氨的氧化 D 500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 9．对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是 A 都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响 B 都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间 C 都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响 D 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用 10．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是 A 从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15％，所以生产氨的工厂的效率很低 B 由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高
《氨氧化法制硝酸》习题3
《氨氧化法制硝酸》习题 一、选择题 1、下列物质的制备与工业生产相符的是（） ①NH3NO HNO3 ②浓HCl Cl2漂白粉 ③MgCl2（aq）无水MgCl2Mg ④饱和NaCl（aq）NaHCO3Na2CO3 ⑤铝土矿NaAlO2溶液Al（OH）3Al2O3Al． A、①④⑤ B、①③⑤ C、②③④ D、②④⑤ 2、与实际化工生产流程相符的叙述是（） A、制备硝酸的工业中，理论上氨中的氮元素100%转化为了硝酸 B、制备硫酸的工业尾气用氢氧化钠溶液吸收 C、让Cl2在H2中燃烧制氯化氢，将氯化氢气体通入水中获得盐酸 D、工业上用电解熔融氯化铝和冰晶石的混合物的方法得到铝 3、下列有关工业生产的叙述正确的是（） A、硝酸工业中，主要设备有热交换器、转化器和沸腾炉 B、硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量 C、电解精炼铜时，同一时间内阳极溶液铜的质量与阴极析出铜的质量相等 D、电解饱和食盐水制烧碱采用阳离子交换膜法，可防止阴极室产生的OH﹣进入阳极室 二、填空题 4、硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。（1）工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸（假定上述过程无其他损失）。试写出上述反应的化学方程式：。（2）为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置（有关夹持装置已略去） ①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是。 ②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为。
元素化合物性质实验研究——氨催化氧化制硝酸
元素化合物性质实验研究——氨催化氧化制硝酸 一、实验计划 1、实验教学研究目的 a、了解氨催化氧化成一氧化碳，并转化、吸收成为硝酸的原理。 b、掌握实验室催化氧化的实验技能。 C、通过氨催化氧化演示实验教学，训练和培养演示教学的能力。 2、实验教学研究容 a、催化剂的制备。 b、设计氨的催化氧化实验装置。 c、氨的催化氧化实验教学技能。 3、实验教学研究用品 仪器：锥形瓶、干燥管、圆底烧瓶、双孔附导管橡皮塞两个、气唧、反应管、烧杯、酒精灯、铁架台、玻璃棉 药品：氨水、石蕊试液、蒸馏水、氢氧化钠溶液、重铬酸铵 4、实验研究计划 （一）实验原理 氨的催化氧化制硝酸反应是一个很复杂的反应过程。研究表明，根据不同的反应条件可以生成不同的氧化产物，这可有下面几个反应式给于说明： 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 4NH3 + 4O2 = 2N2O + 6H2O 4NH3 + 3O2 =2N2 + 6H2O 要使氨的氧化反应只生成NO，只能选择相适应的反应条件，改变可能发生反应的速度，提高主反应的速度，使其他副反应受到抑制。事实证明，选用选择性强的催化剂是唯一切实可行的方法。本实验我们选择三氧化二铬作为催化剂。实验主要的反应为 4NH3+5O2=4NO+6H2O(条件：Cr2O3,加热) 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO (二)实验装置图
理论上： 实际实验过程的装置中浓氨水和反应管间并没有安装填充了碱石灰的干燥管。 （三）实验步骤 A、三氧化二铬催化剂的制备 取1-2g重铬酸铵放在石棉网上，用酒精灯加热使之分解，制得三氧化二铬。反应一分钟左右即看到有火星，桔红色固体变成蓬松状绿色固体，体积变大很多。反应的方程式为： 再继续灼烧一会，除掉产物中混有的H2O和N2，提高催化活性。 B、装置气密性的检查 连接装置，遵循“从下到上、从左到右”的原则连接好仪器。在烧杯中装水，浸没导气管口，用手捏气唧，观察烧杯中有气泡冒出。松开手后，看到导气管中有水柱。说明气密性良好。 C、实验过程 （1）装药品：在反应管一头装入适量玻璃棉，再装入适量的催化剂三氧化二铬，再装入适量玻璃棉。催化剂要堵满试管，使通过反应管的气体能从分接触到催化剂，提高反应效率。在锥形瓶中装入约75ml氨水和50mL蒸馏水，混合均匀。烧杯中装入配制好的是石蕊试液。配制石蕊试液时，留出一半放入另一烧杯，作颜色对比。 （2）加热：连接好装置，点燃酒精灯，先加热催化剂。可以保证反应瓶中的高温环境，使通过的气体可以立刻被催化反应。催化剂受热由草绿色变为灰黑色后，方可鼓气。此时催化剂没有发红现象。 （3）鼓气：开始捏气唧鼓气，鼓气速度不宜过快，也不宜过慢。
硝酸的性质 教学案 (苏教版)
光照或△ §2—3 硝酸的性质 教学目标 1、了解硝酸的物理性质和重要用途； 2、掌握硝酸的化学性质——不稳定性和强氧化性； 3、知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理； 4、通过观察浓、稀硝酸与铜反应的实验，培养观察能力、分析和比较能力； 5、介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事，对学生进行爱国主义教育。 教学重点及难点 硝酸的特性——不稳定性和氧化性；氨氧化法制硝酸的反应原理。 教学过程 片段1 硝酸的性质 [播放] 新闻图片 [展示] 观察浓硝酸。 [板书] 1、硝酸的物理性质： [讲述] ⑴ 纯HNO 3是一种无色、易挥发、有刺激性气味的液体，沸点低（83℃），能与水任意比混溶。 [讲述] ⑵ 浓HNO 3是一种无色液体，质量分数约为69％，密度1.42g ·cm –3 ，物质的量浓度约为 16mol ·L –1。市售的工业硝酸常因溶有NO 2而略显黄色。 [介绍] ⑶ 发烟硝酸：质量分数≥98％的硝酸会在空气产生大量的白雾，故称为发烟硝酸。 [板书] 2、化学性质 [板书] ⑴ 强酸性 [回忆] 初中我们接触过硝酸，知道它是一元强酸，所以在一些反应中它体现其强酸性。例如硝酸跟氧化钙反应、硝酸跟碳酸钙反应、硝酸跟氢氧化钙反应等。 [问题导学] 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红后褪色，这是为什么？ [实验探究] 加热褪色后的溶液，颜色没有恢复，反而变黄。 [设问] 为什么浓硝酸略显黄色？ [板书] ⑵ 不稳定性：4HNO 3 ======= 4NO 2↑+ O 2↑+ 2H 2O [讲述] 硝酸是一种不稳定的酸，在常温下见光或受热就会发生分解。硝酸的浓度越大，越容易分解。反应生成的NO 2溶于浓硝酸中而使浓硝酸略显黄色。因此，硝酸应用棕色瓶细口试剂瓶盛装，并放置于阴冷处。 [应用] 久置的硝酸常呈黄色，我们可以通过向其中通入空气（或氧气）除去，反应原理：4NO 2 + O 2 + 2H 2O === 4HNO 3 [设问] 当然，我们也初步认识到硝酸的强氧化性，它与活泼金属反应但不生成氢气。那么硝酸与金属如何反应？
实验六 氨氧化法制硝酸(2020年整理).pdf
实验六氨氧化法制硝酸 一、实验目的 1．了解氨催化氧化成一氧化氮，经转化、吸收成为硝酸的原理和方法； 2．掌握实验室催化氧化的实验演示操作。 二、实验原理 在一定温度和催化剂作用下，氨被催化氧化成一氧化氮。一氧化氮极易氧化成二氧化氮，二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮。利用这个原理来制备硝酸， 化学反应如下： 三、实验用品仪器和材料试管、具支试管、洗气瓶、U形管、硬质玻璃管、量筒、滴管，铁架台及附件、煤气灯或酒精灯、细铜丝，玻璃纤维、气唧、乳胶管（或橡胶管）、火柴。药品1:1.5氨水，二苯胺硫酸溶液，重铬酸铵、无水氯化钙。 四、实验内容及操作 1．催化剂的制备 实验中常用的催化剂为三氧化二铬，其制备方法与实验五中的催化剂制备方法相同。 2．具支试管内放1:1.5的氨水（约6mol/L）10～15mL。细的硬质玻璃管(长约15～20cm)内放入新制备的三氧化二铬催化剂约3cm长（两端可再放入卷成螺旋状的细铜丝），然后再塞入疏松的玻璃纤维固定。不要填塞过紧，以免影响气流畅通。 U形管内装入块状的无水氯化钙（作用是什么？），第一个洗气瓶是干净干燥的空瓶，第二个洗气瓶内放人少量的蒸馏水。 3．将装置如图2-6-1连接好后，检查装置的气密性（如何检查操作？）。 4．先用煤气灯（或酒精灯）均匀加热盛有催化剂的硬质玻璃管2～4min，直至催化剂呈现暗红色或红色。 5．停止加热，用气唧间歇地往氨水中鼓入空气，使空气和氨气的混合气体进入玻璃管中进行催化氧化。此时，催化剂继续保持红热状态，说明氨被催化氧化时放出大量的热。催化氧化后的混合气体经U形管中氯化钙干燥（并吸收剩余的氨）后进入空洗气瓶和水吸收瓶。数分钟后，空瓶内气体逐渐变为红棕色，待实验现象明显之后，停止实验。 6．用一支干净干燥的试管取10滴二苯胺硫酸溶液，加入几滴吸收瓶中的溶液，溶液呈深蓝色即可证明有硝酸生成。 五、注意事项 1．整个装置体系要保证气路畅通，且不漏气。所用仪器必须干燥，尤其是硬质玻璃管和空瓶。
2016届高考化学二轮复习全国卷近5年模拟试题分考点汇编氨氧化法制硝酸(含解析)
氨氧化法制硝酸 1、下列实验方法或数据合理的是（） A．用托盘天平准确称取9.8g NaCl 固体 B．用25mL碱式滴定管准确量取22.00 mL的KMnO4溶液 C．用广泛pH试纸测出某盐酸溶液的pH为3.2 D．用10mL量筒量取7.50mL稀盐酸 【答案】A 【解析】A．托盘天平称量物质准确度为0.1g，可称取9.8g食盐，故A正确； B．量取高锰酸钾溶液应用酸式滴定管，故B错误； C．广泛pH试纸测定的pH值为整数，3.2是小数，所以不合理，故C错误； D．量筒量取液体体积的准确度为0.1mL，所以量取7.50mLmL不合理，故D错误． 【答案】B 3、铝碳酸镁[AlaMgb·（CO3）c·（OH）d·eH2O]用于治疗慢性胃炎．称取3.01g铝碳酸镁样品，溶于50mL2mol/L的盐酸（过量），收集到气体112mL（标准状况）；往所得溶液中加入40mL 3mol/L的NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥、称量得固体1.74g；再将滤液稀释到100mL，测得溶液中OHˉ的浓度为0.1mol/L．由计算可以确定e的值为（） A．4 B．5 C．7 D．8 【答案】A 【解析】加入的盐酸中含有氯化氢的物质的量为：n（HCl）=2mol/L×0.05L=0.1mol，则反应后的溶液中n（Cl﹣）=0.1mol， 生成二氧化碳的物质的量为：n（CO2）==0.005mol，根据C原子守恒，3.01g样品中含有0.005molCO32﹣； 由于反应后氢氧根离子过量，则1.74g沉淀为氢氧化镁的质量，则氢氧化镁的物质的量为：=0.03mol，根据质量守恒可知，3.01g样品中镁离子的物质的量为0.03mol； 40mL 3mol？L﹣1的NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为：3mol/L×0.04L=0.12mol， 反应后溶液中氢氧根离子的物质的量为：n（OH﹣）=0.1 L×0.1 mol/L=0.01mol， 反应后溶液中的溶质为NaCl、NaAlO2、NaOH，根据离子电荷守衡：n（Cl﹣）+n（OH﹣）+n（AlO2﹣）=n（Na+），则：n（AlO ﹣）=0.12mol﹣0.1mol﹣0.01mol=0.01mol，根据质量守恒，3.01g 2 样品中含有铝离子的物质的量为0.01mol；
【小初高学习]2017-2018学年高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题3 氨氧化法制硝酸作业
氨氧化法制硝酸 1、萃取碘水中的碘，可用的萃取剂是①四氯化碳②酒精③苯（） A．只有① B．①和③ C．①和② D．①②③ 【答案】B 【解析】四氯化碳、苯都和水不互溶，且碘在四氯化碳和苯中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳和苯都和碘不反应，所以四氯化碳和苯能作萃取剂萃取碘水中的碘；酒精和水互溶，所以酒精不能作萃取剂． 故选B． 2、下列操作正确的是（） A．制取硝基苯实验配制混合酸时，先将浓硫酸注入容器，再慢慢注入浓硝酸 B．先用水润湿pH试纸，然后测定某溶液的pH值 C．将硝酸银溶液盛放在棕色瓶里，并贮放在阴暗处 D．如果苯酚浓溶液沾到皮肤上，应立即用酒精擦洗 【答案】C 【解析】A．实验室制硝基苯时，先将浓硝酸注入容器中，然后再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌，浓硝酸和浓硫酸混合后，在50-60℃的水浴中冷却后再滴入苯，故A错误； B．若测定前用水润湿试纸，会稀释被测液，使酸性溶液的pH偏大，碱性溶液的pH偏小，故B错误； C．硝酸银见光易分解，应放在棕色试剂瓶中，故C正确； D．苯酚易溶于酒精，苯酚浓溶液沾到皮肤上，可用酒精冲洗，故D错误． 3、做化学实验过程中一定要注意安全，以下说法正确的是（） A．不慎将酸溅到眼中，应立即用干布擦，后边洗边眨眼睛 B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液 C．酒精在实验台上燃烧时，用水扑灭火焰 D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸 【答案】B 【解析】试题分析：A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛，以最大程度减小对眼睛的危害，故A错误； B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液，以中和碱液，故
第二章 浓硝酸的制造
第二章浓硝酸的制造 浓硝酸广泛用于化学工业和军事工业。随着近代有机合成、化学纤维、矿山建没，高效化肥以及火箭、导弹等工业的发展，均需大量浓硝酸。 所谓浓硝酸是指9 5％～100％H NO3而言。工业上制取浓硝酸方法有三： ①加脱水剂法。在稀硝酸中加入某种脱水剂，如浓硫酸、硝酸镁等脱水剂，然后通过精馏或蒸馏来获得。 ②直接合成法。即将液体N2O4、纯氧与水随接合成浓硝酸，简称直硝法。 ③共沸酸蒸馏法。即将HNO3含量6 8.3%编以上的硝酸通过精馏来获得。 2．1 加脱水剂法 浓硝酸不可能直接由稀硝酸蒸馏来获得。原因是稀硝酸是由HNO3与H2O组成的二元混合物。这个体系在不同压力下存在着不同的共沸点。例如在常压下，其共沸点温度为390．0 5K(120．05℃)这时气相和液相的HNO3含量均为68．4％。因而，不可能获得68．4％以上的浓硝酸。 另外，从以氨为原料制硝酸的总反应来看 NH3+2O2——HNO3+H2O (3-2-1) 理论上，生成硝酸的最大HNO3含量为63／(63+18)* 100％=77．8％。实际上由于氨的氧化率一般为95％～97％，所以其最大含量也只能是72％～73％。但事实上因溶液具有共沸点，最多也只能获得共沸酸(68．4％)。若在高压下，例如在0.8MPa下，因可获得较高浓度的NO2，这才可能制得HNO3含量为70％～85％的硝酸。 如欲获得95％～l00％的浓硝酸，必须在稀硝酸中加入脱水剂，以破坏共沸点组成方有可能。 工业上采用的脱水剂，应满足下列条件要求： ①脱水剂与水的亲和力必须大于硝酸与水的亲和力，这样才可以破坏共沸点组成。 ②脱水剂本身的蒸汽压应很小，且能大大降低稀硝酸液面上的水蒸气分压。 ③脱水剂本身不与硝酸起化学反应，并要求其热化学性质稳定，受热时不易分解。 2.1.1 浓硫酸脱水法 早期使用的脱水剂以浓硫酸最为普遍。 此法是将浓硫酸按一定比例加人稀硝酸中，然后在泡罩塔(或填料塔)中进行稀硝酸的浓缩。塔内共有2l层塔板。92％～9 5％的硫酸从由下往上数的第l6层塔板上送人。稀硝酸分别由第l3层和第l0层塔板上加入。浓缩和硫酸脱硝所用的蒸汽由塔底通人。温度为65～8 5℃的浓硝酸蒸气和少量氮氧化物由塔顶引出，送人硝酸冷凝器冷却到3 5℃左右。冷凝后 重新进入浓缩塔顶，在塔的第l 9、2 0、2 l层塔板上进行漂白，使溶解在硝酸中的氮氧化物完全解吸出来，由第l 9层塔板上流出c再经硝酸冷却器冷却，即得I{N03含量为98‘％左右的成品酸。 脱硝后68％左右的稀硫酸由浓缩塔底部流出，其温度为l 50～1 70℃，经酸封大稀硫酸浓缩器。 浓硫酸脱水法制取浓硝酸，因技术陈旧，设备在高温下腐蚀性大，环境保护条件差，且．热能消耗大，至今已很少采用。 2．1．2 硝酸镁脱水法 2．1．2．1 硝酸镁的性质 纯硝酸镁为三斜晶系的无色结晶，易吸水生成含有l、2、3、6、9个结合水的硝酸镁，在一定条件下可以相互转变。一般常见的是带有6个结合水的硝酸镁：Mg(NO3)2，6H2O为无色单斜晶体，常温时相对密度为1．464。
氨催化氧化(完成)
上饶师范学院毕业论文 题目:氨催化氧化实验的探究 姓名:叶晓晶 学号:06030243 系别:化学化工学院 专业:化学 班级:2006级（2）班 指导教师:张婉佳 二○一○年五月
氨催化氧化实验的探究 叶晓晶指导老师：张婉佳 (上饶师范学院化学化工学院江西上饶334001) 摘要 本文对高二教材氨催化氧化演示实验进行了探究，从理论上阐述了不同催化剂对 氨氧化的催化作用，并对实验进行了改进。使整个实验过程现象明显，操作方便，成 本廉价，污染减少，有利于学生对氨催化氧化这一反应的认识和理解，也解决了多年 来中学化学教师难以顺利进行这一演示实验的问题。 关键词 氨水氧化；氧化铜催化；实验探究 Study on experiments of Ammonia oxidation Ye Xiao-jing Instructs:Zhang Wan-jia (Department of Chemistry,Shangrao Normal University,JiangXi Shangrao334001) Abstract This paper demonstrates sophomore materials ammonia oxidation experiments carried out exploration in theory expounded catalyst on the catalytic oxidation of ammonia,and the experiment is improved.Obviously the whole phenomenon of the experiment,easy to operate,the cost of cheap, pollution reduction,could help students to ammonia oxidation awareness and understanding of this reaction,but also solve the difficult years of high school chemistry teachers in the successful implementation of this demonstration experiment of the problem. Keywords Ammonia oxidation;copper oxide catalyst;experimental exploration
高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题3 氨氧化法制硝酸教案 鲁科版选修2
课题3 氨氧化法制硝酸 ●课标要求 1．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。 2．认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。 ●课标解读 1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。 2．明确氨催化氧化制硝酸的原理。 3．掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作。 ●教学地位 硝酸是化工生产中的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循环对生活、生产的影响为高考的热点。 ●新课导入建议 1908年，德国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 ℃、200个大气压的条件下合成了氨。后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1 000吨氨的生产装置，1 000吨氨气利用氨氧化法可生产3 000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3 500吨烈性TNT。这些烈性TNT支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。你知道工业上是如何制备硝酸的吗？ ●教学流程设计 课前预习安排：看教材P12－16，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。?步骤1：导入新课， 本课时教学地位分析。?步骤2：建议对[思考交流]多提问，反馈学生预习效果。?步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]作为主线。 ? 步骤7：通过[例2]讲解研析，对“探究2、尾气的净化处理”中注意的问题进行总结。?步骤6：师生互动完成“探究2”。?步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]1～4题。?步骤4：通过[例1]的讲解研析，对“探究1、硝酸的工业制法”中注意的问题进行总结。
? 步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的第5题。?步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。安排学生课下完成[课后知能检测]。 课 标 解 读 重 点 难 点 1.理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选 择吸收二氧化氮的条件。 2.了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环 境的危害及其处理方法，树立环保意识。 3.进一步认识催化剂在化工生产中的重要作用，体会实验室研究与工业生产的关系。 1.氨氧化法制硝酸的反应方程式。(重点) 2.硝酸生产过程中NO 的获得和NO 2的吸 收。(重难点) 3.氨氧化法制硝酸模拟实验流程及操作方法。(难点) 氨氧化法制硝酸 1.制备流程：NH 3――→2NO ――→2NO 2――→2HNO 3。 2．反应原理： 4NH 3＋5O 2=====催化剂 高温4NO ＋6H 2O 、2NO ＋O 2===2NO 2、3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。 1．氨氧化法制硝酸过程中，发生氧化反应的含氮物质有哪些？ 【提示】 NH 3、NO 、NO 2中氮元素化合价升高，均发生氧化反应。 氨氧化法制硝酸的模拟实验
氨气催化氧化
试验室用催化剂：铂丝、铂石棉、单质银、三氧化二铬、三氧化二铁、氧化镍、氧化钴、氧化铜、二氧化锰、细铜丝（试验现象不明显）、五氧化二钒（容易催化剂中毒），效果较好的依次为铂丝、铂石棉、三氧化二铬或三氧化二铁、单质银，但是铂、银价格贵，三氧化二铬、氧化镍、氧化钴中学实验室较难获得，氧化铜、铜丝试验现象不明显且容易产生副反应。氧化铁和氧化钴的催化效果差不多，次于铂类催化剂而优于其他非铂催化剂，所以实验室进行氨氧化时，氧化铁是最佳催化剂，同时氧化铁混合微量二氧化锰时催化效果会更好；工业用催化剂（国家标准）：铂铑合金网 文献来源：
氨的催化氧化之一 【原理】 2NO+O2=2NO2 【操作】 1．用长约15cm、内径4～5mm的玻管作为催化管，把三氧化二铬（或二氧化锰、氧化铜等）装入玻管中部，两端用玻璃纤维把催化剂固定。 2．氨氧混合气体可以用两种方法收集。一种方法是用氯酸钾和二氧化锰混合加热，在塑料袋里收集大半袋氧气，再加热浓氨水到塑料袋充满。另一种方法是把6mL28%的氨水和9mL30%的过氧氧化氢加入锥形瓶内，再加入少量二氧化锰作催化剂，按图装置收集氨、氧混合气体。 图1 收集氨、氧混合气体 图2 氨的催化氧化 3．按图连接好装置。 4．加热催化剂，到轻轻挤压塑料袋催化剂发红（约30s）时，移去酒精灯，催化剂仍然保持红热。 5．把试剂瓶套在催化管口部；立刻见到有红棕色气体生成。 【备注】 1．催化管宜细不宜粗。催化剂填充要疏松。如果用二氧化锰、氧化铜作催化剂，最好选用颗粒状的填入。细粉状的催化剂应先粘附在玻璃纤维上再填入。 2．过氧化氢的分解反应是放热反应，收集混合气时要注意安全。应该用口径稍大的橡胶管和导气管，收集前应检查导气管是否畅通。 3．过氧化氢和氨水以2∶3的体积比为宜，用量应尽量少。 氨的催化氧化之二 【原理】 2NO+O2=2NO2 【用品】锥形瓶、双孔塞玻璃导管、铁架台、酒精灯、锥形瓶、铜丝、浓氨水、氧气、浓硫酸、石蕊试液 【操作】1．取一支长20cm玻璃导管作为反应管，内装一段5cm长螺旋状细铜丝作催化剂。按图连接装置。
2019-2020学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制硝酸学案鲁科版选修2.doc
2019-2020学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制 硝酸学案鲁科版选修2 1．理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选择吸收二氧化氮的条件。(重点) 2．了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害及其处理方法，树立环保意识。(难点) 3．进一步认识催化剂在化工生产中的重要作用，体会实验室研究与工业生产的关系。 1.制备流程：NH 3――→2NO ――→2NO 2――→2HNO 3。 2．反应原理： 4NH 3＋5O 2=====催化剂 高温 4NO ＋6H 2O 、2NO ＋O 2===2NO 2、3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。 1．氨氧化法制硝酸过程中，发生氧化反应的含氮物质有哪些？ 【提示】 NH 3、NO 、NO 2中氮元素化合价升高，均发生氧化反应。 A ．氨水(浓氨水∶水＝1.5∶1) B ．催化剂(Cr 2O 3) C ．干燥剂(无水氯化钙) D ．氧化瓶 E ．吸收瓶(水、石蕊溶液) F ．NaOH 溶液 氨氧化法制硝酸的实验装置示意图 1．操作：先加热硬质试管中的催化剂，再把空气缓缓地、均匀地鼓入氨水中，待催化剂开始红热时，撤走酒精灯。 2．思考 (1)氧化瓶D 中的现象：瓶内变成红棕色。 (2)写出E 中发生的化学反应方程式：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。 (3)F 的作用是吸收未反应的NO 、NO 2气体。
2．试通过模拟实验分析氨氧化反应的热效应。 【提示】 待催化剂红热时，撤走酒精灯，利用反应释放的热量维持反应的继续进行，说明氨氧化反应为放热反应。 1.(1)氨气与O 2反应可生成多种不同的产物，如NO 、N 2O 、N 2，若不控制反应条件，只会生成氮气。 (2)科学家通过研究，找到了选择NO 并加快反应速率的催化剂，主要包括铂系催化剂和非铂系催化剂两类。 2．选择吸收二氧化氮的条件 (1)吸收NO 2的反应为：3NO 2＋H 2 3 ＋NO 。 (2)吸收NO 2反应的特点：①可逆反应；②放热反应；③气体总体积缩小的反应。 (3)吸收NO 2的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的浓度增大，可采取加压、降温的方法，现代硝酸生产改用全压法和综合法，成品酸中HNO 3的质量分数可达60%～70%，提高了NO 2的吸收率。 3．常压法生产硝酸尾气的处理 (1)碱液吸收法：2NO 2＋Na 2CO 3===NaNO 3＋NaNO 2＋CO 2。 (2)催化还原法：如用H 2、CH 4等在催化剂作用下与氮的氧化物反应。 3．温度和压强对气体的溶解性产生哪些影响？ 【提示】 温度越高，气体的溶解性越差，反之越强；压强越大，气体的溶解性越强，反之越差。 ①工业制硝酸的原料是什么？ 【提示】 氨气和空气。 ②如何获得一氧化氮？ 【提示】 4NH 3＋5O 2=====Pt 高温4NO ＋6H 2O 。 ③吸收NO 2的方法是什么？ 【提示】 全压法和综合法。
工业硝酸的合成原理
工业硝酸的合成原理 目前，硝酸是用氨催化氧化亲生产的，产品有稀硝酸（含量为45%-60%）和浓硝酸（含量为96%-98%），这里介绍稀硝酸的生产。 用氨催化氧化的方法制硝酸，主要有三步。 (l)氨的氧化从氨合成工段来的氨气和空气按一定比例混合，在铂网催化剂的作用下生成一氧化氨，其反应式为 4NH3 +504 —4N0+6H2O △H = - 907.3 kj/mol (2) 一氧化氨继续氧化生成二氧化氨氨催化氧化后的气体中主要是NO、H2O以及没有参加反应的N2、02，将该气体冷却降温到150-180℃，NO继续氧化便可得到二氧化氨，反应式为 2NO+O2 —2NO2 △HR = - 112.6 kj/mol (3)二氧化氨气体的吸收水吸收二氧化氨气体生成硝酸和一氧化氨，反应式如下： 3NO2 +H20 - 2HNO3+NO △H; - -136.2 kj/mol 从式可以看出，用水吸收的NO2，只有2/3生成硝酸，还有1/3转化为NO。耍利用这部分NO，必须使其氧化为NO2，氧化后的NOz仍只有2/3被吸收，因此吸收后的尾气必有一部分NO排空，需要治理，否则污染环境。 工业上，氨的催化氧化，一般是在铂系催化剂存在下进行的。铂系催化剂具有良好的选择性，既能加快反应，又能抑制其他副反应。纯铂具有催化能力，但强度较差，若采用含铑10%的铂铑合金，不仅使机械强度增加，而且比纯铂的活性更高。但铑价格昂贵，因此多采用铂、铑、钯三元合金，常见组成为铂93%、铑3%、钯4%。 根据操作压力的不同，氨氧化制稀硝酸工艺分为常压法、全加压法和综合法。 (l)常压法氨氧化和氨氧化物的吸收均在常压下进行。该法压力低，氨的氧化率高，铂消耗低，设备结构简单。吸收塔可采用不锈钢，也可采用花岗石、耐酸砖或塑料。但该法成品酸浓度低，尾气中氨氧化物浓度高，需经处理才能放空，吸收容积大，占地多，故投资大。 (2)全加压法又分为中压(0.2-0.5 MPa)与高压(0.7-0.9 MPa)两种。氨氧化及氨氧化物吸收均在加压下进行。该法吸收率高，成品酸浓度高，尾气中氨氧化物浓
氨催化氧化制硝酸
化教论学生实 验报告册课题：《氨催化氧化制硝酸》姓名：王思氩 学号： 10111550105 日期：2013年11月20日
《氨催化氧化制硝酸》
四．实验操作2.按图连接装置 3.检查装置的气密性
五．实验结果分析 1. 实验成功的三个指标： 根据实验现象，能够清楚地看到： ①双通管中的催化剂由墨绿色变为黑色 ②在圆底烧瓶中能够明显看到棕黄色气体充满了整个瓶内 ③石蕊试纸从初始的蓝紫色溶液变为枚红色溶液。 即：能够完全达到三个指标，实验成功。 2. 实验操作反思： ①催化剂的用量： 本次实验中，量取了一药匙（约2g）的重铬酸铵进行加热，但是加热后体积进行了多倍膨胀，在进行反应时，只取了其中的一半用量，就能够明显地出现实验现象，造成了一半药品的浪费 改进： 在实际进行实验时，采用半药匙（约1g）的重铬酸铵进行反应即可，以免造成药品的浪费。 ②鼓气速率： 本次实验中开始时鼓气速率适中，现象明显。 A .但是后来在一次猛然鼓气时，由于气流过大，将双通管内的催化剂冲出一段距离， 使上部的双通管未能完全填充。 改进： 鼓气时，除了要注意让气泡均匀外，还必须注意不能在短时间内鼓气过猛，因为本实验的要求是玻璃丝棉不能夯实，所以如果气流突然加大，会使两端被玻璃丝棉夹住的三氧化二铬被冲散，造成催化不充分。 B．在催化剂散开后，继续鼓气，但是鼓气的速率不均匀，时慢时快，然后就看到圆底烧瓶内出现了白色烟雾，不过并不明显，只是附着在瓶壁内有薄薄的一层。 分析原因： 出现白烟，是因为氨气未能被完全催化，通过双通管到达圆底烧瓶中，最后生成了硝酸铵固体。 改进：
探究NH3催化氧化反应实验
1.某小组同学欲探究NH3催化氧化反应：4NH3 + 5O2= 4NO + 6H2O，按下图装置进行实验。 (1)装置A试管中的化合物X是（填化学式）。 (2) 甲、乙两同学分别按上述装置进行实验。一段时间后，甲观察到装置F中有红棕色气体，乙则观察到装置F中只有白烟生成。该白烟的主要成分是（填化学式）。 (3) 为了帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体生成，可在原实验基础上进行改进。 ①甲认为是E反应后剩余O2太少导致F中无红棕色气体产生，预先在装置A试管内，除了NH4HCO3和X外，适当加入钠盐（填化学式）可以解决这个问题。 ②乙则认为，可以在装置E、F之间增加一个装置，该装置可以是（填号）。 (1) Na2O2 (2)NH4NO3 (3) ①NaClO3 ②ab 解析（3）①2NaClO3=加热=2NaCl + 3O2（^) ②乙中有白烟（NH4NO3），关键是吸收水或氨气，a能吸收水分，b能吸收氨气又能防倒吸。 提问者评价 最后一问是abc都选,你的解析也说明这一点.谢谢了!
2.某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。 (1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取： ①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。 若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是 (填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为 (选填下列仪器编号，固定装置省略)。 (2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进： ①； ②。 (3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题： ①装置B的作用是； ②写出C中发生反应的化学方程式：； ③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有。
氨氧化法制备硝酸
实验1：氨的催化氧化制硝酸 氨的催化氧化实验是工业制硝酸的基础，重要且难度大、成功率较低，研究并设计好本实验对培养教师的创新素质、提高实验研究、改进能力大有裨益。 【实验目的】 1. 设计出氨催化氧化演示实验的合理装置。 2. 研究并选择适合中学实验条件的催化剂。 3. 掌握本实验成功的关键和操作技术。 【设计内容和要求】 1. 结合自己教学实践经验和当地学校实验条件，设计两种氨氧化演示实验的简易装置，并画出实验装置图、简述实验步骤及注意事项。 2. 选择三种催化剂进行氨的催化氧化对比实验，寻找合适催化剂。 3. 对氨水浓度、鼓气速度及装置的简化做一些对比实验进行研究。 【研究和讨论】 1. 本实验成功的标志是什么？ 2. 总结本实验成功的关键和操作技术。 3. 可以作本实验的催化剂有哪些？结合你校实验条件何种催化剂易得效果又好？ 4. 本实验易出现那些异常现象？如何防止并消除？ 【参考资料】 1. 催化剂的选择与制备 通过对部分过渡元素及ⅡA、ⅢA族几种元素的氧化物、单质共16种物质作催化剂进行大量、重复的实验说明：Cr203、Mn02、Cu0、Fe203、V2O5、钴石棉、银石棉、铂石棉、铜丝等都可以作本实验的催化剂，其中尤以价格低廉而又易得的Cr203、Mn02、Cu0的效果最佳。 三氧化二铬的制备：将重铬酸铵晶体少许放入干燥的试管底部加热分解可得到疏松的三氧化二铬。其反应是： 银石棉的制备：将石棉绒放入硝酸银溶液中浸透，取出后挤去多余的溶液，烘干、灼烧即得银石棉。 钴石棉的制备：用石棉绒浸透硝酸钴溶液，烘干、灼烧即得。或用硝酸钴加热分解得到黑色氧化钴粉末，再与少许干燥的石棉绒均匀混合即得。 活性催化剂的制备：取粒状煤渣为载体，用饱和的重铬酸铵溶液浸透，放入蒸发皿中烘干，再充分焙烧即得三氧化二铬为主的催化剂(因煤渣里已含有少量三氧化二铁等具有催化活性的组分)。 还可将饱和高锰酸钾溶液吸附在粒状煤渣载体上，烘干、焙烧至无氧气放出，再用水洗至滤液不呈碱性，再烘干即得二氧化锰为主的活性催化剂。 2. 催化管的选择与催化剂的装填 大量的实验研究表明，本实验成功的关键是氨、氧混合气体与热的催化剂充分接触。由于催化剂大多数是粉末状的，如果催化剂填充太紧，反应混合气体难以通过，致使实验现象不明显；如果填充太松，特别是有较大空隙时，将有一部分氨、氧混和气体末与催化剂接触，而导致生成白烟。所以催化管宜细不宜粗，内经为5mm左右较为适宜。粉末状催化剂按图1-1进行装填：
氨的催化氧化实验设计与研究实验报告
氨的催化氧化实验设计与研究实验报 告
《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 .9.23 星期 五 上午 □ 下午 ■ 晚上 ■ 姓 名 ** 学号 同组人 台号 大 三 台3号 实验目的： 1、 经过氨的催化氧化实验装置的设计，进一步培养根据化学原理和客观条件自行设计和安装实验装置的能力。 2、 经过查阅文献及对本实验的探究过程进一步强化收集和处理信息、分析和归纳问题的能力，提高实验操作技能。 3、 探讨本实验成功的条件、关键和操作技术。 4、 增强绿色环保意识。 实验教学目标： 1、 知识与技能：巩固氨催化氧化的反应原理， 初步掌握氨催化氧化的实验方法，了解工业法制硝酸的基础。 2、 过程与方法：经过演示氨的催化氧化实验， 让学生进一步巩固氨的氧化性质，学会氨催化 氧化的实验方法，领悟探究性学习的方法。 3、 情感态度与价值观：引发学生对化学实验的兴趣，培养学生严谨的科学思想，增强学生的 绿色环保意识。 实验原理： 在一定温度和催化剂作用下，氨被催化氧化生成一氧化氮。一氧化氮不稳定极易被空气氧化生成二氧化氮，二氧化氮易溶于水生成硝酸和一氧化氮。若氨过量则会与生成的硝酸反应生成硝酸铵（即有白烟产生）。 1、 实验中主要的反应： 4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O+Q 2NO+O 2=2 NO 2+Q 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO+Q NH 3+HNO 3=NH 4NO 3 2、 实验中可能出现的反应： 4NH3+4O2 2NO2+6H2O 4NH3+3O2 2N2+6H2O 催化剂 催化剂 催化剂
巩固练习_氨氧化法制硝酸
【巩固练习】 一、选择题 1．O2、NH3、HNO3的工业生产中，具有的共同点是（） A．使用吸收塔设备B．使用尾气吸收装置 C．使用空气作原料D．使用催化剂 2．工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时，先制成质量分数为50％左右的硝酸，再制成质量分数为96％的浓硝酸，一般采用的方法是（） A．加热蒸发浓缩B．加生石灰吸去水分后再过滤 C．加硝酸镁后再蒸馏浓缩D．加入浓硫酸后再分液 3．NH3氧化制HNO3时，在吸收塔里发生如下反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（正反应为放热反应），为了提高HNO3的产量，在理论上应该采取的措施是（） A．降温B．升温C．减压D．增压 4．氨氧化用的催化剂是含铑和钯的铂合金，工业上把铂合金拉成细丝织成网状，下列对其作用说法错误的是（） A．增大接触表面积B．提高氨的转化率 C．提高化学反应速率D．便于NH3充分地与催化剂接触 5．下列对硝酸的认识不正确的是（） A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟B．铜跟稀硝酸的反应是置换反应 C．常用硝酸来制造炸药和化肥D．稀硝酸也是一种强氧化性酸 6．工业制HNO3中NO2与H2O反应的说法正确的是（） A．该反应是一个非氧化还原反应B．该反应实际上是一个可逆反应 C．该反应是吸热反应D．该反应是气体总体积减小的反应 7．工业制HNO3的基础反应是氨的催化氧化，该反应的副反应很多，制取HNO3是想控制NH3的氧化产物为（）A．NO B．N2O C．N2D．N2O3 8．工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染源，常常用氨气来治理污染，发生如下反应：NH3+NO x—→N2+H2O。现有NO、NO2混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3使其恰好完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为（） A．1∶1 B．2∶1 C．1∶3 D．1∶4 二、非选择题 1．在硝酸生产过程中所排放出来的废气中含有NO和NO2，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体（填名称）________直接排入空气中，写出有关反应方程式________，________；假设NO和NO2物质的量之比恰好为1∶1，则两者的混合物相当于一种酸酐。写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式：________。 2．硝酸是非常重要的化工原料，用浓硝酸对有机物进行硝化可以制得许多非常重要的有机产品和半成品。苯经硝化可以制得硝基苯，其反应方程式为______，硝基苯是一种带有________味的无色油状液体，密度比水______、______毒，________是制造染料的重要原料。甲苯硝化后生成三硝基甲苯，其反应方程式为________，三硝基甲苯又叫______是一种______色晶体，不溶于水，是一种烈性炸药，广泛用于国防、开矿、筑路、兴修水利等。