氨的催化氧化实验报告

《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：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.