合成氨实验

化教论学生实验

报告册课题：《合成氨实验》

姓名：王思氩

学号：10111550105

日期：2013年11月15日

《合成氨实验》一．实验目的

过程与方法

通过动手做实验，初步掌握演示实验“合成氨”实验的成败关键和操作技能，探讨、研究提高该实验成功率和演示效果的具体方法

知识与技能

通过讲解和演示实验，使学生掌握实验操作的要点，并且在动手实验的过程中熟练操作要领，学会Y 形管的使用

情感态度与价值观

合成氨的实验是区别于人

教版、苏教版的实验，本实验

意在让学生更加亲身感受到工

业合成安的微型流程模型，可

以扩展学生的知识面，并且将

化学知识与日常生活紧密联系

起来。

二．对实验原理的分析

1、实验分析：

合成氨实验是模拟工业合成氨的方

法，在实验室中进行实验，由于实验室

条件有限，无法完全按照工业要求，不

过可以通过实验的设计，尽可能得使反

应达到更好的效果

2.、实验思路：

分别通过不同的药品反应制取氮

气和氢气，再使两种气体充分混合，进

行反应如下：N2+3H2→2NH3(g)

3、实验条件的控制：

NH3的合成是一个放热的、气体总

体积缩小、可逆反应。

●在无催化剂时，氨的合成反应的活化

能很高，加入铁催化剂后，降低了反

应的活化能

●可逆反应为使反应顺利发生，要尽量

将氨气在反应发生环境中排除，使反

应正向进行，

●加压有利于反应发生，但是实验室条

件实现困难

●适宜反应的温度在500摄氏度左右

三．实验操作过程

合成氨

实验步骤实验现象1.按图连接装置

2.检查装置的气密性

将装置连接好，将导气管下端管口插入装

有水的烧杯中。用酒精灯微微加热试管，

观察导气管口的冒气泡情况

导气管口有气泡冒出，说明气密性良好。

3.装药品

在Y型试管的一边加入固体亚硝酸钠

再加入氯化铵饱和溶液

另一边加入锌粒和稀盐酸

在双通管的一端加入石棉，并用镊子夯实。在从另一端试管口加入还原铁粉作为催化剂，并按照之前的方法用石棉将这个管口堵住并夯实。

在导气管下端接烧杯。准备两个烧杯，一个烧杯里装滴加过酚酞的蒸馏水溶液，另外一个烧杯里装有滴加过酚酞的自来水溶液。亚硝酸钠固体为白色晶体。

氯化铵饱和溶液为无色，底部有规则针状的白色晶体析出。

石棉为白色棉状物质，取出时有白色灰尘。铁粉为黑色粉末状固体。

滴加过酚酞的蒸馏水溶液为无色液体

滴加过酚酞的自来水溶液为无色液体

4.开始反应

用酒精灯加热Y型管装用亚硝酸钠固体的一端，

并且同时用酒精灯加热双通试管中装有还原铁粉的部位。

继续加热观察现象。亚硝酸钠一侧的液体冒气泡，液体呈微沸

状态，溶液变为黄色。液体呈现微沸状态Y形管的另外一侧，锌粒表面冒气泡，速

度较为缓慢，用酒精灯微微加热，产生气泡的速度适中

双通玻璃管中部的铁粉没有明显现象

但是双通玻璃管的靠近导气管一端有一层水汽凝结成的水珠

加热了一段时间后，开始看到盛有酚酞的水溶液变为枚红色，随着通气的时间延长，枚红色变深。

一段时间后，在导气管的下端更换成滴加

过酚酞的自来水溶液。通气一段时间后，溶液变为变为枚红色，随

着通气的时间延长，枚红色变深。

5.拆装置

拆卸装置时，将双通管同时从两端拆去，

移走酒精灯，将导气管从烧杯中移出来

四．实验相关思考提问

思考提问

1.本次实验采用Y形管，对药品的装配和反应有何要求？

答：①装入液体样品时不能超过Y形管支管的1/3。否则两种溶液在装配时容易倒出而相遇，否则会产生红棕色的二氧化氮气体，导致实验失败

②Y形管的一侧支管有一个凸起的玻璃尖峰，这个尖峰能够挡住大颗粒固体，方便向

另外一端支管加入药品。所以，这一侧支管应该加入的是大颗粒装的锌粒

③为了防止药品污染，Y形管需要保持干燥，以免固体样品粘在管壁上，造成固体混

合而污染。从Y形管上端装入固体样品时必须使用纸槽，加入液体样品时，应该分别从分别从Y形管的不同侧顺着管壁流入，或者可以使用胶头滴管，把滴管伸入到Y 形管分叉口进行滴加，但是注意滴管不能碰到Y形管的管壁。

2．在实验过程中，为什么要严格控制药品的用量和配比？

答：实验中对用量的要求是：

①锌粒与稀硫酸的用量的最佳比为1:3，所以锌粒的用量不能多于7粒

②亚硝酸钠的用量没有严格的控制，大约1.5g，只要能够满足产生足够的反应所需的氮

气即可。

对上述要求的解释：

①本实验中氮气和氢气的产气速率不宜过快，否则不能充分良好地混合，影响反应发生。

只要能够提供足够的反应物即可，

②加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液时，要严格控制温度，温度应该控制到80~85摄氏

度，当制取氮气的反应过于激烈时，要用冷水浴法降温（用小烧杯盛冷水浸反应管），使反应变缓，否则产气速率过快，并且因为亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液极易爆沸，爆沸时液体喷出，如果两支管样品混合会产生二氧化氮气体，使实验失败。

3 为什么要采取这种方法制取氮气？有其他的方法吗？

答：本实验为实验室中模拟工业合成氨了，通过氮气的氢气来制备氨气的反应。工业规模制氮有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。利用各空气的沸点不同使用液态空气分离法，将氧气和氮气分离。从而得到大规模的工业氮气。

实验室制取氮气制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化，最常用的