实验六 氨氧化法制硝酸(2020年整理).pdf
氨氧化法制硝酸教案
氨氧化法制硝酸教案1教学目标：1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。
3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。
4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。
学法指导：1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性2、分析硝酸在反应中表现的性质，推测硝酸与非金属、某些还原化合物如：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。
教学重难点：硝酸的氧化性。
教学用具：实验药品：浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器：小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法：实验探究、对比分析、演绎类推。
【分组实验】每组所需实验仪器清单：浓硝酸 1瓶、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。
教学过程：【引课】介绍硝酸用途的介绍，让学生感觉到硝酸就在身边。
【投影】硝酸的用途图片【过渡】大家知道吗?图片中的炸药、医药、化肥、农药等等，都是以硝酸为原料进行加工制作的，可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用，那么你对硝酸又了解多少呢?在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一，在水分子的作用下，可以完全电离，具有酸的通性，而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时，通常选择稀硫酸或盐酸，并没选择硝酸。
为什么呢?这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性! 【板书】硝酸的氧化性【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸，它在加热的条件下，可以与不活泼金属铜发生反应。
【副板书】 Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中，产生的气体是SO2，表现了浓硫酸的强氧化性，硝酸将和铜发生怎样的反应呢，我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】一、硝酸与金属的反应【实验探究】硝酸与铜的反应【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应, 给大家准备的实验仪器，都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。
氨氧化法制硝酸教案(优秀9篇)
氨氧化法制硝酸教案（优秀9篇）氨氧化法制硝酸教案篇一教学目标：1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。
3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。
4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。
学法指导：1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性2、分析硝酸在反应中表现的性质，推测硝酸与非金属、某些还原化合物如：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。
教学重难点：硝酸的氧化性。
教学用具：实验药品：浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器：小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法：实验探究、对比分析、演绎类推。
【分组实验】每组所需实验仪器清单：浓硝酸1瓶、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。
教学过程：【引课】介绍硝酸用途的介绍，让学生感觉到硝酸就在身边。
【投影】硝酸的用途图片【过渡】大家知道吗？图片中的炸药、医药、化肥、农药等等，都是以硝酸为原料进行加工制作的，可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用，那么你对硝酸又了解多少呢？在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一，在水分子的作用下，可以完全电离，具有酸的通性，而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时，通常选择稀硫酸或盐酸，并没选择硝酸。
为什么呢？这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性！【板书】硝酸的氧化性【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸，它在加热的条件下，可以与不活泼金属铜发生反应。
【副板书】Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中，产生的气体是SO2，表现了浓硫酸的强氧化性，硝酸将和铜发生怎样的反应呢，我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】一、硝酸与金属的反应【实验探究】硝酸与铜的反应【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应，给大家准备的实验仪器，都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。
氨氧化生产硝酸
可能出现的副反应：
2 NH 3 → N 2 + 3H 2 2 NO → N 2 + O2 4 NH 3 + 6 NO → 6 N 2 + 6 H 2 O
（2）NH3氧化催化剂 选用铂系催化剂，并主要研究铂网的活化，中毒和再生。 1）为了提高铂网活性，在使用前需进行“活化处理”，其 方法是用H2火焰进行烘烤，使之变得松疏、粗糙，从而增大了 接触表面积。 2）气体中许多杂质会降低铂的活性。 3）再生：就是把铂网从氧化炉中取出，先浸在10～15%的 盐酸溶液中，加热到60～70℃，并在这个温度下保持1～2小时， 然后将网取出用蒸馏水洗涤到水呈中性为止，再将网干燥并在 氢气火焰中；加以灼热。再生后的铂网，活性可恢复正常。
危险性分析： 危险性分析：由于氨分子和水分子相似，也能形成缔 合分子，所以氨的气化潜热很高，液体氨在各种温度下的 气化潜热如表所示，液氨气化时吸收大量热量，这就使得 在气氨管线内带有液氨时会出现管壁挂水珠或形成一层白 霜。人的皮肤接触液氨，会引起冷“烧伤”。
液体氨的气化潜热 气化潜热 温度 ℃ Kcal/kg 334.9 331.7 317.6 301.8 Kcal/mol 5.70 5.64 5.40 5.12 温度 ℃ 气化潜热 Kcal/mol Kcal/mol 283.8 263.1 245.1 4.82 4.47 4.17
4.4
过程工艺及装备危险分析
氨氧化法制造硝酸，氨含量应为9.5%～12%，超过12%即
4.4.1 系统危险分析
易形成爆炸性混合物。为此，应严格控制氨气的加入量。运 行中增量时应先增空气，减量时应先减氨气。氨入口处应设 有快速切断装置（例如电磁阀）。停车处理必须先切断氨气 ，然后加大空气吹入量，彻底吹洗，吹尽残氨和氧化岗位生 成的气体，最后再关闭生产系统。
导学案：氨氧化法制硝酸
高中化学选修化学与技术氨氧化法制硝酸导学案［导学目标］1．掌握实验室和工业上催化氧化法制取硝酸的反应原理2．了解主要生产流程［预习引导］1．进行课本第12页的实验，思考：①氨气与氧气的反应为什么要在有催化剂Cr2O3存在的条件下进行②广口瓶中NaOH的作用是什么2．工业上以氨气和氧气为原料制取硝酸。
写出主要反应的化学方程式。
一、如何获得一氧化氮［情景创设］研究发现，氨气与氧气反应可以生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2等。
三个反应的产率都很高。
那么请你想一想，如何才能使氨气与氧气反应只生成一氧化氮呢看课本13页，完成下面的填空：为解决氨氧化反应中遇到的难题，科学家把目光集中到_________上。
工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂，一是___________，二是_______________。
____________催化剂活性更好，是目前硝酸生产主要采用的催化剂。
二、选择吸收二氧化氮的条件［情景创设］根据下面的反应，分析吸收NO2的适宜条件。
3NO2H2O 2HNO3NO［自主学习］阅读课本14~15页，完成下面的填空现代硝酸生产改用了___________和____________均在加压下进行的________________，以及氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压强下就进行的___________，提高了NO2吸收率，成品酸的浓度可达到60%~70%。
［合作探究］氨氧化法只能生产稀硝酸。
若想获得95%~100%的浓硝酸，采取什么方法［基础过关］1．将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体，使量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体的体积为5mL。
则原混合气体中NO2和O2的体积比可能是_________或_________。
2．某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。
若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1：2，则该氮的氧化物是A N2O B NOC NO2 D N2O53．在NH3、HNO3、H2SO4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H2作原料D 使用催化剂4．在氨氧化法制硝酸中，NO2的吸收反应如下：3NO2H2O 2HNO3NO正反应为放热反应为了提高硝酸的产量，应该采取的措施是A 降低温度B ．升高温度C 减小压强D 增大压强5．标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入：干燥纯净的N2；含一半空气的HC气体；NO2和O2的混合气体［VNO2：VO2＝4：1］。
《氨氧化法制硝酸》教案1.docx
《氨氧化法制硝酸》教案•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.认识催化剂的研制対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屮的重要原料，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，尤其是氮的循坏对生活、生产的影响为高考的热点。
•新课导入建议1908年，徳国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 °C. 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P：2“，填写［课前自主导学］,并完成［思考交流］。
O步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。
今步骤2：建议对［思考交流］多提问，反馈学生预习效果。
今步骤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“探允2、尾气的净化处理”中注意的问题进行总结。
u步骤6：师生互动完成“探究2”。
u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。
u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&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。
今步骤9：引导学生自主总结木课时知识框架，然后对照［课堂小结］。
安排学生课下完成［课后知能检测］。
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。
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。
2024最新-实验室制硝酸 氨氧化法制硝酸教案优秀10篇
实验室制硝酸氨氧化法制硝酸教案优秀10篇硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料，化学式为HNO₃，牛牛范文为您带来了10篇氨氧化法制硝酸教案，如果能帮助到您，牛牛范文将不胜荣幸。
氨氧化法制硝酸教案篇一高中化学《硫酸、硝酸和氨》的教案第四节硫酸、硝酸和氨（第十课时）教学目标知识技能：1、了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质、铵盐的化学性质2、学会铵离子的检验方法3、学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。
过程与方法：通过实验的观察和分析，培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现学习新知识的能力情感、态度和价值观1、通过新闻报道，培养学生的环保意识。
2、不断引导学生发挥主观能动性，自行归纳、整理知识线索，交流学习方法，培养创新精神。
教学重点难点氨和铵盐的化学性质，实验室制氨的化学反应原理。
教学过程设计4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄露事故，整个厂区是白茫茫一片，寒气逼人，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难……1、为什么厂区内会寒气逼人？2、从本则报道中你能总结出氨气的哪些性质？3、如何吸收泄露而弥漫在空气中的氨气？喷泉实验现象及原因：讨论：水不能充满整个烧瓶，原因可能有哪些？实验注意事项：思考：CO2 溶于水是1：2能否用水作为吸收剂完成喷泉实验？如果用NaOH溶液能否完成？下列气体和溶液组合能进行喷泉实验吗？若能，水面能上升到满吗？为什么？你能从中得到什么规律？气体：HCl CO2 CO2 NO2 Cl2 NH3液体：H2O H2O KOH KOH NaOH HCl氨水呈弱碱性原因：氨水成份：分子：离子：液氨与氨水的比较液氨氨水物质成分粒子种类主要性质存在条件化学性质：(1) 与水反应：NH3+H2O―【实验】用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下，然后将这两根玻璃棒接近（不要接触），观察发生的现象。
氨氧化法制硝酸
二氧化氮的充分利用：
在二氧化氮的吸收设备中不断补充空气。 4NO2+2H2O+O2==4HNO3
4NO+2H2O+3O2==4HNO3
4、NO的制取：
4NH3+5O2==4NO+6H2O
4NH3+4O2==2N2O+6H2O
4NH3+3O2==2N2+6H2O
催化剂的作用：改变化学反应的速率并具 有选择性，能加快主反应的反应速率而对 其他副反应不起催化作用。
铂系催化剂（主）
催化剂
非铂系催化剂（铁、钴、镍）
5、NO2的吸收：
3NO2+H2O==2HNO3+NO
1、反应原理： NH3+5O2==4NO+6H2O
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO 2、原料：氨气、空气、水
3、简单流程
NH 3 催化剂、 800 -900 0 C NO 冷却，氧化 NO2 用水吸收 HNO3粗产品 过量空气 气液分离 产品
11精工 姚君 1105200047
硝酸的用途：
硝酸是一种重要的基本化工原料，主要应用在 化肥和炸药工业上，也用于染料、制药、照相材料、 颜料、塑料和合成纤维的等产品的生产。
硝酸的生产历史？
浓硫酸分解硝石（KNO3）;使空气通过电弧得 到一氧化氮，再进一步制成硝酸，但也未实现工 业化生产。 --------氨氧化法制硝酸
氨氧化制浓硝酸
氨氧化制浓硝酸氨氧化制浓硝酸前⾔硝酸是⽆机化学⼯业中的重要产品，1985年全世界的硝酸产量为30Mt⁄a，中国1996年的产量（以100%硝酸计）已达3Mt⁄a，硝酸⼤部分⽤来制造肥料，如硝酸铵﹑氮磷钾复合肥料等，亦⼤量⽤来制造炸药﹑燃料和医药中间体﹑硝酸盐和王⽔等，还⽤作有机合成原料。
17世纪以来，⼈们⽤硫酸分解智利硝⽯（NaNO3）来制取硝酸，硫酸消耗量⼤，智利硝⽯⼜要由智利产地运来，故本法⽬前已趋淘汰。
1932年建⽴了氨氧化法⽣产硝酸的⼯业装置，所⽤原料是氨和空⽓，催化剂是编结成⽹状的铂合⾦（铂——铑⽹）。
在铂⽹上，氨和空⽓混合物经燃烧（氧化）⽣成⼀氧化氮：4NH3+5O2→4NO+6H2O⼀氧化氮在较低温度下被剩余的空⽓中的氧⽓继续氧化成⼆氧化碳：2NO+O2→2NO2⼆氧化氮⽤⽔吸收即制得硝酸：3NO2+H2O→2HNO3+NO1、⽣产⽅法和⼯艺过程浓硝酸主要⽤在有机合成﹑燃料和医药中间体及硝化⽢油等的⽣产上，现在以直接法制硝酸来说明⽣产浓硝酸的步骤。
直接法由氨和空⽓经氧化直接合成浓硝酸，⽣产的关键是出去反应⽣成的⽔，反应经历以下五个步骤：1）制⼀氧化氮。
氨和空⽓通过铂⽹催化剂，在⾼温下被氧化成⼀氧化氮，并急冷⾄40~50℃，使⽣成的⽔蒸⽓经冷凝⽽除去。
2）制⼆氧化氮。
⼀氧化氮和空⽓中的氧反应，⽣成NO2，残剩的未被氧化的NO和浓度⼤于98%的浓硝酸反应，被完全氧化成⼆氧化氮：2NO+O2﹦2NO2NO+2HNO3﹦3NO2+H2O3）分出⼆氧化氮。
在低温下⽤浓硝酸（⼤于98%）吸收⼆氧化氮成为发烟硝酸，不能被吸收的惰性⽓体（N2等）排空分出：NO2+ HNO3﹦HNO3? NO2（发烟硝酸）4）制纯NO2并冷凝聚合为液态四氧化⼆氮。
加热发烟硝酸，它热分解放出⼆氧化氮，然后把这纯的NO2冷凝成为液态四氧化⼆氮：HNO3?NO2﹦HNO3+ NO22NO2﹦N2O45）⾼压釜反应制浓硝酸。
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：鼓气的速率除了要均匀外，还必须缓慢。
在最开始时鼓气的速率很慢，大约2s在烧杯中冒一个气泡，能够看到很明显的棕黄色气体现象。
所以，鼓气的速率可以稍慢一点，但是千万不能太快。
六．实验的相关思考：出现深蓝色即有硝酸根离子。
4.本实验中没有干燥装置，是否需要进行干燥？答：通过查阅资料得知，干燥装置并非实验成功的关键，有些装置不用干燥剂仍可确保成功。
氨氧化法制硝酸的教案
氨氧化法制硝酸的教案（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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氨氧化法制硝酸教案
氨氧化法制硝酸教案氨氧化法制硝酸教案1教学目标：1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。
3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。
4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。
学法指导：1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性2、分析硝酸在反应中表现的性质，推测硝酸与非金属、某些还原化合物如：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。
教学重难点：硝酸的氧化性。
教学用具：实验药品：浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器：小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法：实验探究、对比分析、演绎类推。
【分组实验】每组所需实验仪器清单：浓硝酸1瓶、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。
教学过程：【引课】介绍硝酸用途的介绍，让学生感觉到硝酸就在身边。
【投影】硝酸的用途图片【过渡】大家知道吗图片中的炸药、医药、化肥、农药等等，都是以硝酸为原料进行加工制作的，可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用，那么你对硝酸又了解多少呢在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一，在水分子的作用下，可以完全电离，具有酸的通性，而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时，通常选择稀硫酸或盐酸，并没选择硝酸。
为什么呢这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性!【板书】硝酸的氧化性【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸，它在加热的条件下，可以与不活泼金属铜发生反应。
【副板书】Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O【过渡】在这个反应中，产生的气体是SO2，表现了浓硫酸的强氧化性，硝酸将和铜发生怎样的反应呢，我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】一、硝酸与金属的反应【实验探究】硝酸与铜的反应【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应,给大家准备的实验仪器，都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。
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。
氨催化氧化制硝酸
• 概况 • 双加压法
• 其他新工艺 • 发展趋势
硝酸工业的发展
•17世纪时，用硫酸分解智利硝石生产硝酸。 NaNO3+ H2SO4（浓）NaHSO4+HNO3↑ •1905年，发明了电弧法制硝酸 N2（g）+O2（g）2NO（g）
•1908年，开始用铂为催化剂制硝酸
氨的催化氧化法
发趋势
• • • • 单机规模扩大 吸收压力提高 硝酸浓度变高变多 催化剂成分、载体、编织方式发生变化
•1913年发明了氨催化氧化制硝酸法，成为最 主要的制硝酸法 •氧化： 4NH3+5O2→4NO+6H2O 2NO+O2→2NO2 •吸收： 3NO2+H2O→2HNO3+NO
制取浓硝酸
• 无法通过蒸馏提纯硝酸
• 直接法／间接法／超共沸酸精馏法
• 关键在于除去水分
制硝酸的不同流程
双加压法的优点
在浓硝 酸的生产中， 经常会产生 稀酸，将其 中和，设备 庞大，花费 多，现在发 展新工艺， 将稀酸返回 稀硝酸系统， 作为吸收水。
多品种流程
在吸收部 分, 氧化氮气 体入吸收塔第 一块塔板前, 氧化度增大到 足以生成 70% HNO3, 70%的 酸由塔底引出。 60%硝酸出酸 位置 因操作 条件、生产能 力、产量比例 不同而异。
• • • • • 氨的消耗量：283kg／t Pt的消耗量：0.1g／t 废气处理氨耗：0 尾气Nox浓度：<200*10^-6 产品硝酸浓度：60％
双加压法工艺流程
•（1）氨的氧化和热能回收
氨气 过滤器 混合器 空气 过滤器
废热 锅炉
水蒸气 过热器
氨氧化 器
高中化学精品系列 实验：氨氧化法制硝酸 课件
提供多一些空气，使NO尽可ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ多的转化为NO2
作用是什么？ 除去多余的氨气
氧化瓶
装置 装置 写出装置 F是尾气处理装置，写出方程式？生成亚硝酸钠 D和EB 的现象分别是什么？ 的方程式？ 对于尾气处理，你有没有更好的方法？ 4NH3+ 5O2
高温 催化剂
4NO + 6H2O
装置流程的设想
1.原料的获得 ——NH3 和 O2
由氨水提供。若当场制备，可能会导致： 回忆实验室制氨气和氧气 ①氨气浓度过高；②与空气混合不均匀等问题。 2.进入硬质玻璃管之前是否干燥? 需要，防止受热不均导致硬质玻璃管炸裂。 3.由玻璃管出来的除了NO还有什么？需不需要除去？ 还有水蒸气，必须除去，以免影响下一步实验。 4.下一步应该怎么做？以获得更多的NO2？
……
思考
有哪些制取硝酸的方法？
1.浓硫酸和硝酸钠反应 2.自然界氮的固定 3.氨氧化法 你能写出上述反应的化学方程式吗？ 2. H SO + NaNO 高温 1. + 6H NaHSO 放电 2 4 3 = HNO 3+ 4 3. 4NH + 5O 4NO O 3 2 2 ①. N2 + O2 = 2NO 催化剂 ②.高沸点 2NO + O2 = 2NO2低沸点 ③. 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
氨水与硝酸反应制备硝酸铵实验报告
氨水与硝酸反应制备硝酸铵实验报告一、实验目的通过氨水与硝酸的反应制备硝酸铵，熟悉化学实验的基本操作和原理，掌握硝酸铵的制备方法。
二、实验原理氨水（NH₃·H₂O）是一种弱碱，硝酸（HNO₃）是一种强酸。
它们之间发生中和反应，生成硝酸铵（NH₄NO₃）和水，化学方程式为：NH₃·H₂O ＋ HNO₃＝ NH₄NO₃＋ H₂O三、实验用品1、仪器500ml 容量瓶玻璃棒250ml 烧杯50ml 量筒胶头滴管托盘天平药匙表面皿漏斗滤纸2、药品浓氨水（约 25% 28%）浓硝酸（约 65% 68%）四、实验步骤1、计算所需药品的量假设要制备 500ml 一定浓度的硝酸铵溶液，根据化学方程式计算所需氨水和硝酸的量。
2、量取药品用量筒分别量取适量的浓氨水和浓硝酸。
3、反应操作将量取好的浓氨水缓慢倒入 250ml 烧杯中，然后将浓硝酸缓慢沿玻璃棒倒入烧杯中，边倒边搅拌，使反应充分进行。
4、转移溶液反应完成后，将溶液冷却至室温，用玻璃棒引流，将溶液转移至500ml 容量瓶中。
5、洗涤并定容用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2 3 次，洗涤液也转移至容量瓶中。
然后向容量瓶中加蒸馏水至刻度线附近，改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线，摇匀。
五、实验现象在将浓硝酸倒入浓氨水中时，会产生大量的热，溶液温度升高，同时有刺激性气味的气体产生。
随着搅拌和反应的进行，热量逐渐散失，溶液温度恢复至室温。
六、注意事项1、浓硝酸和浓氨水都具有腐蚀性和挥发性，操作时要在通风橱中进行，并佩戴防护手套和护目镜。
2、量取浓硝酸和浓氨水时，要动作缓慢，防止液体溅出伤人。
3、搅拌时要使用玻璃棒，不要用手直接接触溶液。
4、定容时要注意刻度线，视线要与刻度线平齐。
七、实验结果与分析1、对制备得到的硝酸铵溶液进行浓度测定，可采用酸碱滴定法等方法。
2、根据测定结果，分析实验误差产生的原因。
可能的误差原因包括：药品量取不准确、反应不完全、溶液转移过程中的损失等。
毕业设计氨催化氧化制硝酸
毕业设计氨催化氧化制硝酸三、氨催化氧化制硝酸硝酸和硫酸⼀样,也是⽆机化学⼯业中的重要产品,但它的产量⽐硫酸要⼩得多,1985年全世界的硝酸产量为3000万t/a,中国1993年的产量(以100%硝酸计)已达56.3万t/a。
硝酸⼤部分⽤来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦⼤量⽤来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王⽔等,还⽤作有机合成原料。
图3-1-13 HNO３-Ｈ２Ｏ系统的沸点、组成与压⼒的关系曲线硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是⽆⾊液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。
⼀般⼯业品带微黄⾊。
含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸⼜称发烟硝酸,它是溶有⼆氧化氮的红褐⾊液体,在空⽓中猛烈发烟并吸收⽔分。
硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在⽣产、使⽤和运输中要注意安全。
与硫酸不同,硝酸与⽔会形成共沸混合物,共沸点与温度和压⼒的关系⽰于图3-1-13,由图3-1-13可见,共沸点随压⼒的增加⽽上升,但共沸点下的硝酸浓度却基本⼀样。
在101.32 kPa 下共沸点温度为120.5℃,相应的硝酸浓度为68.4%。
因此,不能直接由稀硝酸通过蒸馏⽅法制得浓硝酸,⽽应该⾸先将稀硝酸脱⽔,制成超共沸酸(即浓度超过共沸点时的硝酸浓度),经蒸馏最后才能制得浓硝酸。
1. ⽣产⽅法综述在⼗七世纪,⼈们⽤硫酸分解智利硝⽯(NaNO3)来制取硝酸。
硫酸消耗量⼤,智利硝⽯⼜要由智利产地运来,故本法⽬前已趋淘汰。
1932年建⽴了氨氧化法⽣产硝酸的⼯业装置,所⽤原料是氨和空⽓。
氨氧化催化剂是编织成⽹状的铂合⾦(常⽤铂-铑⽹),产品为稀硝酸(硝酸浓度为45%～62%)和浓硝酸(硝酸浓度为98%)。
(1)稀硝酸⽣产过程A 氨氧化主要反应有:４ＮＨ３＋５Ｏ２＝４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ这是⼀个强放热反应。
反应温度760～840℃,压⼒0.1～1.0MPa,通过铂⽹的线速度⼤于0.3 m/s,氧氨⽐(Ｏ２／ＮＨ３）为1.7～2.0,在以上⼯艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。
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。
设计氨催化氧化制硝酸
氨催化氧化制硝酸硝酸和硫酸一样,也是无机化学工业中的重要产品,但它的产量比硫酸要小得多,1985年全世界的硝酸产量为3000万t/a,中国1993年的产量以100%硝酸计已达万t/a。
硝酸大部分用来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦大量用来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王水等,还用作有机合成原料。
图3-1-13 HNO3-H2O系统的沸点、组成与压力的关系曲线硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度,熔点-42℃,沸点86℃。
一般工业品带微黄色。
含硝酸86%～%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。
硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。
与硫酸不同,硝酸与水会形成共沸混合物,共沸点与温度和压力的关系示于图3-1-13,由图3-1-13可见,共沸点随压力的增加而上升,但共沸点下的硝酸浓度却基本一样。
在/,氧氨比O2／NH3为～,在以上工艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。
B．NO的氧化：出氨氧化反应器亦称氧化炉的反应气经废热锅炉和气体冷却器分出冷凝稀酸后,在低温下小于200℃利用反应气中残余的氧继续氧化生成NO2:其中生成N2O3和N2O4的反应,速度极快分别为和10-4,而生成NO2的反应则慢得多约20 左右,因此是整个氧化反应的控制步骤。
上列三个反应是可逆放热反应,反应后,摩尔数减少,因此降低反应温度,增加压力有利于NO氧化反图3-1-14 NO的氧化度α-NO与温度、压力的关系应的进行。
NO的氧化度α-NO与温度和压力的关系示于图3-1-14。
由图3-1-14可见,当温度低于200℃,压力为时α-NO接近100%,常压时α-NO也能达到90%以上,实际操作时α-NO在70%～80%之间,反应气即可送吸收塔进行吸收操作。
NO的氧化是一个非催化氧化反应,反应时间比氨氧化反应长得多,前者为20 左右,而后者仅为2×10－4。
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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。
2．用气唧鼓气要适中，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。
二者均会在空洗气瓶中形成白色烟雾（形成硝酸铵微粒），而观察不到红棕色气体。
3．氨在空气中的爆炸极限为15.7%～27.4%，故氨水的浓度不能太大，否则反应中有发生爆炸的可能。
为了防爆可在催化剂两端分别放入一小段螺旋状细铜丝，提高实验的安全性。
六、讨论与研究
1．反应条件
(1)催化剂能够对氨氧化起催化作用的催化剂种类较多，除三氧化二铬外，还可以用铂铜丝、银石棉、钻石棉等金属和五氧化二钒、氧化铁等多种金属氧化物，效果均较好。
(2)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，但空气过量过多会使气体流速加快并降低反应温度，影响催化效果。
因此，鼓人空气不宜太快。
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，有一定危险性，往往采用放人防爆铜丝以防爆炸。
(3)氨水浓度
氨水的浓度对实验现象有较大的影响。
实验证明，将1体积的浓氨水加1.5体积的水稀释，催化剂及空瓶内现象最为明显。
在20℃时，氨水的理想浓度约为9%～110% (5～6mol．L-1)。
实验室常用的浓氨水的浓度约为28%(15mol.L- 1)。
2．硝酸根离子的检验
将1g二苯胺[(C6H5)2NH]在搅拌下溶解于lOOmL密度为1.84g.cm-3的浓硫酸中，即成为二苯胺硫酸溶液
1实验成败原因的分析
图1是氨催化氧化的经典实验装置示意图，不但在高中课本中，而且在大学无机化
学或普通化学的教材中也频繁出现。
不少关于此实验的操作说明或类似的实验研究文章
中都会提到鼓气速度的控制，即通过控制鼓入空气的速度使氨气和氧气达到一个合理的
比例，但是笔者在查阅了大量资料后发现对这个所谓的“鼓气速度”该如何控制都未作
详细的说明。
通常我们会理解成鼓气速度过快会从浓氨水中带出过多的氨气，而过量的
氨气会和生成的NO或NO2反应形成含有硝酸铵或亚硝酸铵的白烟，而事实上大多数实验
失败时确实出现了类似情况；若鼓气速度过慢则带出的氨气偏少，未达到反应所需的浓
度，不但无法使催化剂保持红热状态，也不利于NO2的生成。
通过多次的实验，笔者对这个不明不白的“鼓气速度”产生了怀疑。
于是设计了如图2的实验装置对鼓气速度进行了初步研究，实验数据见表1。
1.2浓度的影响
在排除了“鼓气速度”可能对实验的影响后，再来看看浓度。
要保证实验的成功，氨水的浓度要适宜。
在查阅了相关资料后发现，有人用1∶1的氨水，而有些则是2∶1或3∶2，笔者按照这些配比去做实验，结果并不能够保证每次都成功，相信其他老师也有类似的经历。
其中主要原因就是每次实验的室温是不同的，造成氨水的温度不同，它的饱和蒸汽压也发生了变化，因此氨水浓度要根据室温高低加以调节。
1.3催化剂及催化温度的影响
选择该催化剂的另一个好处就是容易观察到催化剂的红热现象，这也是该实验中最重要的实验现象之一。
出现了这一现象说明氨催化氧化的实验已成功了大半。
那么达到怎样的温度开始鼓入气体最容易出现催化剂的红热呢？笔者做了大量实验后发现，当催化剂的颜色随着加热，其绿色开始转暗时鼓入气体，最容易出现红热现象，并且移去酒精灯后催化剂依然能够保持红热。
2实验装置的改进
以上问题解决后已经可以看到红棕色的二氧化氮气体在烧瓶中慢慢生成了，但是同时烧瓶内却凝结了大量的水蒸气，使红棕色看起来模模糊糊的。
这主要是因为氨气在氧化后生成了大量的水。
水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察，而且会将其吸收形成硝酸酸雾。
因此可将原有装置做如图3的改进，在燃烧管和烧瓶中增加一个装有无水氯化钙的干燥管。
在这里氯化钙不但具有干燥的作用，还能吸收过量的氨气，可以更加直接清晰地观察到红棕色的二氧化氮气体。