氨氧化制硝酸

7.硝酸根离子的检验
用一支干净干燥的试管取10ml二苯胺硫酸溶 液,加入几滴吸收瓶中的溶液,溶液呈现深蓝色 时,即可证明溶液中有硝酸生成.
＋
-2e-,-2H+
＋
2
NH2
N. H＋
＋
N. H
+
N. H
＋
N. H
深蓝色
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课件制作:
讲解: 资料收集:
回顾:氨气的物理和化学性质
物理性质:无色有刺激性气味易溶 于水,常温常压下,1体积水中能溶 解约700体积的氨
化学性质:能与水、氯化氢、氧气反 应.
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
铂催化剂催化性能虽好，但价格昂贵，不易 得到，即使用了铂催化剂，若用量不够，产 生的一氧化氮少，空气和未反应的氨多(虽有 氯化钙的吸收干燥装置时)，则易生成硝酸铵 和亚硝酸铵小颗粒悬浮在空气中，形成白烟.
氧化铜虽易得到(用铜丝加热即可)，但催化 性能欠佳，且易发生副反应。
CuO 4NH3+3O2====2N2+6H2O
△ 故不宜采用
2.为什么要先用酒精灯均匀加热盛有催化剂 的硬质玻璃试管2~4min,直至催化剂呈现暗 红色或红色?
只有当催化剂达到活性温度后才能发挥 催化作用.
3.为什么反应进行一段时间后,可以不 用继续加热?
催化剂 4NH3+5O2 ======4NO+6H2O+216 千卡
由于反应中放出许多热，催化剂不需要外面 能量供应，就能继续保持红热。
5.鼓气的速度为什么不能太快也不能 太慢?
鼓气太快,氨未完全催化氧化,气流过快 使反应体系温度下降,不利于催化氧化 的进行.鼓气太慢,则氧气不足,氨未完 全氧化.二者均会在空洗气瓶中形成白 色烟雾(硝酸铵微粒),而观察不到红棕 色气体.
6.氨水的浓度
氨在空气中的爆炸极限15.7%~27.4%, 所以氨水的浓度不能太大.否则反应中 有发生爆炸的可能.实验证明,将1体积 的浓氨水加1.5体积的水稀释时,催化 剂以及空瓶内的现象最为明显.实验室 常用的浓氨水的浓度约为 28%(15mol/L).
8.尾气处理
常用氢氧化钠溶液吸收，主要除去其中 氮的氧化物。
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO+O2====2NO2(棕色) NO+NO2+2NH3+H2O====2NH4NO2(白烟) 3NO2+H2O====2HNO3+NO HNO3+NH3====NH4NO3(白烟) 因此，本实验的关键操作之一是控制鼓气速度。 同时应注意装置的气密性。
3.实验时，先用酒精炉预热催化剂1～2min， 然后用双连球缓缓鼓入空气。氨气便随着空 气流进入催化管。在催化剂的作用下，氨与 空气中的氧气发生氧化，并可观察到催化剂 出现红热，在空瓶中有棕色气体生成。这时， 可逐渐加快挤压气体的频率，以增大气流速 度，同时移走酒精灯，便可观察到靠近气体 一端的催化剂继续保持红热状态， 瓶中出现 浓厚的棕色气体。
Hale Waihona Puke Baidu
催化剂
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2 3NO2+H2O
2NO2 2HNO3+NO
实验用品
浓氨水、氧化铁、重铬酸铵、浓 硫酸、氢氧化钠溶液、玻璃丝、 催化管、广口瓶、具支试管、双 连球气唧、烧杯、酒精灯。
实验步骤
1.自行装置实验装置图 2.在催化管中加入0.5g氧化铁(或三氧化二铬)， 两端用玻璃丝堵住，在左边的广口瓶A中加入 10mL的浓氨水,C中装入无水氯化钙.
问题与研究
1.装置连接好后,如何检查装置的气密性?
鼓入空气,若每个洗气瓶中均有相同的气 泡数,则装置不漏气.
2.为什么整个装置所用仪器必须干燥,尤 其是硬质玻璃管和空瓶?
3.球形管内装入块状的无水氯化钙,有 什么作用?
干燥催化氧化后的混合气体,并且吸收未转 化的氨.
4.催化剂(Cr2O3 )的制备:
取0.2克的重鉻酸铵 放在一支干燥的试管中,加 热使其分解.试管口略向下倾斜,使生成的三氧化二 鉻喷射到一张纸上.将新制的三氧化二鉻装入细的 硬质玻璃管中,两边塞些玻璃绒以便固定.
1.除三氧化二鉻外,还有哪些可作为此实 验的催化剂?
铂、铜丝、银石棉、钴石棉等金属和五氧 化二钒、氧化铁等多种金属氧化物,效果均比 较好.
7.氧气过量
从化学反应来看氨的催化氧化氧气应过 量,要使氧气过量可通过加大空气鼓入量 或通入纯氧这两种途径.实验中多采用鼓 入过量的空气,但空气过量太多会使气体 流速加快病降低反应温度,影响催化效果. 因此,鼓入空气不宜太快.采用鼓入纯氧, 氨可在氧气中燃烧,但混合气体在高温下 会发生爆炸,有一定的危险性,往往采用 放入防爆铜丝以防爆炸.