氨催化氧化制硝酸 2

氨催化氧化制硝酸2一、實驗計劃1、實驗教學研究目的a、了解氨催化氧化成一氧化碳，并轉化、吸收成為硝酸的原理。b、掌握實驗室催化氧化的實驗技能。C、通過氨催化氧化演示實驗教學，訓練和培養(yǎng)演示教學的能力。2、實驗教學研究內容a、催化劑的制備。b、設計氨的催化氧化實驗裝置。c、氨的催化氧化實驗教學技能。3、實驗教學研究用品儀器：錐形瓶、干燥管、圓底燒瓶、雙孔附導管橡皮塞兩個、氣唧、反應管、燒杯、酒精燈、鐵架臺、玻璃棉藥品：氨水、石蕊試液、蒸餾水、氫氧化鈉溶液、重鉻酸銨4、實驗研究計劃（一）實驗原理氨的催化氧化制硝酸反應是一個很復雜的反應過程。研究表明，根據(jù)不同的反應條件可以生成不同的氧化產物，這可有下面幾個反應式給于說明：4NH3+5O2=4NO+6H2O4NH3+4O2=2N2O+6H2O4NH3+3O2=2N2+6H2O要使氨的氧化反應只生成NO，只能選擇相適應的反應條件，改變可能發(fā)生反應的速度，提高主反應的速度，使其他副反應受到抑制。事實證明，選用選擇性強的催化劑是唯一切實可行的方法。本實驗我們選擇三氧化二鉻作為催化劑。實驗主要的反應為。4NH3+5O2=4NO+6H2O(條件：Cr2O3,加熱)2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(二)實驗裝置圖理論上：（三）實驗步驟A、三氧化二鉻催化劑的制備取1-2g重鉻酸銨放在石棉網上，用酒精燈加熱使之分解，制得三氧化二鉻。反應一分鐘左右即看到有火星，桔紅色固體變成蓬松狀綠色固體，體積變大很多。反應的方程式為：再繼續(xù)灼燒一會，除掉產物中混有的H2O和N2，提高催化活性。B、裝置氣密性的檢查連接裝置，遵循“從下到上、從左到右”的原則連接好儀器。在燒杯中裝水，浸沒導氣管口，用手捏氣唧，觀察燒杯中有氣泡冒出。松開手后，看到導氣管中有水柱。說明氣密性良好。C、實驗過程（1）裝藥品：在反應管一頭裝入適量玻璃棉，再裝入適量的催化劑三氧化二鉻，再裝入適量玻璃棉。催化劑要堵滿試管，使通過反應管的氣體能從分接觸到催化劑，提高反應效率。在錐形瓶中裝入約75ml氨水和50mL蒸餾水，混合均勻。燒杯中裝入配制好的是石蕊試液。配制石蕊試液時，留出一半放入另一燒杯，作顏色對比。（2）加熱：連接好裝置，點燃酒精燈，先加熱催化劑。可以保證反應瓶中的高溫環(huán)境，使通過的氣體可以立刻被催化反應。催化劑受熱由草綠色變?yōu)榛液谏?，方可鼓氣。此時催化劑沒有發(fā)紅現(xiàn)象。（3）鼓氣：開始捏氣唧鼓氣，鼓氣速度不宜過快，也不宜過慢。過快了會產生大量NH3，來不及反應就通過反應瓶，未反應的NH3和圓底燒瓶中生成的少量HNO3反應生成NH4NO3，會看到白色的“云”。由于密度比其他氣體大，所以會看到白色的“云”沉在燒瓶底部，上層為紅棕色氣體（在我們的實驗過程中，有出現(xiàn)這個現(xiàn)象）。過慢，會導致空氣不足，不能保證有足夠的O2和NH3反應，反應無法進行。（4）觀察現(xiàn)象：觀察圓底燒瓶氣體顏色變化和燒杯中石蕊試液的顏色變化。反應幾分鐘時間后，看到圓底燒瓶中開始出現(xiàn)紅棕色氣體，隨著反應的進行，顏色越來越濃。燒瓶中充滿紅棕色氣體后，才能看到石蕊試液開始慢慢變色，最后變?yōu)榧t色。反應一段時間后觀察催化劑，看到反應管中的催化劑出現(xiàn)了紅熱現(xiàn)象，說明反應是放熱反應。且催化劑為灰黑色。（5）反應結束：先撤離裝石蕊的燒杯，在撤離酒精燈。防止倒吸。處理圓底燒瓶中的氣體時，應該注意，NO和NO2均為有毒氣體，應加水使其溶解。D、實驗注意事項（1）實驗裝置的氣密性要好（2）操作中，鼓氣速率要適中，過快，氨氣不能完全催化氧化，且使體系溫度下降。鼓氣太慢，氧氣不足，兩者均會在燒瓶中形成白色煙霧而很難觀察到紅棕色氣體。（3）催化劑Cr2O3要保持干燥，且現(xiàn)用現(xiàn)制。（4）若反應過