实验六、氨氧化法制取硝酸实验的设计
2020年整理实验六 氨氧化法制硝酸.doc
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氨氧化法制硝酸是目前硝酸制取技术中应用最为广泛的方法之一，通过氨氧化作用将
氮气转化为硝酸，以及二氧化硫、氨水一部分形式的氮气转化为硝酸，因此在硝酸的催化
降解、比较反应的研究以及科学实验中有着广泛的应用。
氨氧化法制硝酸的原理及其机理是将氮气（N2）或二氧化硫与氧气同时催化氧化，氧
化后产生氮氧化物，继续氧化后，混合氢气。
氢气与硝酸转化后，产生了硝酸和氧气。
氨氧化法制硝酸过程中，需要使用集成的氮气及水的三相流反应，其中同时存在N2 、O2 、H2O三相反应，需要先将氮气及水进行拆分并均匀混合，然后将其气液充分混合，反应温度一般介于200-300℃，压力为0.5~0.8MPa，采用不同铁催化后可实现氮气与氧气转
化为硝酸和氧气的反应。
氨氧化法制硝酸过程有几种反应机理，根据反应机理不同分为前处理及后处理机理。
前处理机理是指氮气下临时存在的细粒氧化铁粉末，氮气可以发生反应，通过共存的氧原
子的吸附降低氮气的活化能，从而反应出硝酸；而后处理机理是指有催化剂参与，氮气发
生变化时，会改变催化剂上氧原子的活化能，从而使反应更加顺畅，能够得到更多的硝酸。
氨氧化法制硝酸过程实验由试验箱、反应器组成，试验箱和反应器之间由热池连接，
反应过程由氮气、二氧化氮、氨氧化铁、氢气等多种混合物不断进行反应，产物主要为硝
酸和氧气，因此需要常闭的罐内完成，并进行浓度的测量及控制。
氨氧化法制硝酸
(3)用氢氧化钠吸收： NO+NO2+NaOH=NaNO2+H2O
4NO2+2H2O+O2==4HNO3 4NO+2H2O+3O2==4HNO3
5、尾气的吸收 主要污染物：NO2和NO （1）碱液吸收法 2NO2+NaCO3==NaNO3+NaNO3+CO2 (2)催化还原法： H2+NO2=NO+H2O 2H2+NO=N2+2H2O CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O
4、NO2的吸收条件： 3NO2+H2O==2HNO3+NO 反应特点：可逆反应、正反应放热、正反应气体体积 缩小。 条件：低温、高压 工业操作：冷却水移走热量 现代硝酸的生产使用氨氧化和NO2的吸收均在加压下进行 的全压法，以及氨氧化和NO2吸收在两种不同压强下进行 的综合法。
二氧化氮的充分利用： 在二氧化课题 、
1、反应原理：
催化剂
NH3+5O2==4NO+6H2O 高温 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO
2、原料： 氨气、空气、水
3、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）
氨的催化氧化制硝酸
氨的催化氧化制硝酸
（一）实验目的
1．熟练掌握演示“氨的催化氧化制硝酸”实验的操作技能。
2．了解该实验不同的几套装置，提高对实验装置的选择、评估及改进等能力。
3．提高实验研究的初步能力。
（二）实验用品
锥形瓶、圆底烧瓶、双孔附导管橡皮塞两个、气唧、反应管、烧杯、石棉、重铬酸铵、氨水、石蕊试液。
（三）实验原理
(NH 4)2Cr 2O 7 Cr 2O
3 + N 2↑ +4H 2O
4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O
2NO+O 2 2NO 2
3NO 2+6H 2O 2HNO 3+ NO
(四)实验装置
加热 加热 催化剂 氨催化氧化制硝酸实验装置
（五）实验步骤
（六）实验分析
1．圆底烧瓶中红棕色气体为二氧化氮。
2．圆底烧瓶中出现白烟，白烟为硝酸铵。
3．小烧杯内颜色变化，是二氧化氮与水反应产生硝酸，使石蕊变色。
（七）注意事项
1．反应前必须检查气密性。
2．取用的重铬酸铵要适量，若量过多，加热分解时会飞溅。
3．鼓气速度要不能过快，否则氨气来不及反应就直接加入圆底烧瓶，造成实验失败。
实验六、氨氧化法制取硝酸实验的设计
【实验目的】
1.结合一般中学化学实验室的条件，探 索并设计出氨氧化演示实验的合理装置。 提高改进和设计实验的能力。 2.掌握本实验成功的关键和操作技能。
【实验内容】
1. 设计出氨氧化法制硝酸的简易演示 实验装置；
2. 用非铂催化剂进行氨的催化氧化实 验。
图6-7 催化氧化氨制硝酸装置
【Hale Waihona Puke 意事项】1.催化剂的选择：Cr2O3 2.氨水浓度的选择 3.接收器的大小和形状：
烧瓶或锥形瓶比试管或烧杯效果好 4.控制产物导入接收器的时间： 催化剂发红时把导管插入接收器。
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。
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
氨氧化法制备硝酸
氨氧化法制备硝酸
硝酸的氨氧化法制备过程，是一种利用氨氧化酶以氨和氧气为原料，在适当的pH值
和温度条件下，进行氮氧交换合成出硝酸的过程。
此外，利用这一方法制备硝酸，可以有
效地把NH3中的氮同化成可利用的硝酸，从而达到节约资源、提高工艺效率的目的。
1、氨的还原：利用硝酸可以还原过氧化氢（H2O2）和过氧化氧（O2），还原氨，过
程涉及乙烯基和乙醇，如下反应：2NH3 + 2H2O2--->2NH2OH + 2H2O + O2
3、除去多余气体：在氨氧化反应后，产生的气体包括H2O2和N2，需要用水洗涤除去，排出到环境中。
4、硝酸水解：硝酸体系存在I-和NO2-，它们分布在溶液中，是硝酸离子的主要形式，通过下列反应，将NO2-和I-水解成H+和NO3-，形成硝酸。
HNO2 + H2O -->H3O+ + NO3-
5、收集溶液：将经过水解处理的溶液收集起来，经过精炼，即可得到硝酸制剂。
氨氧化法制备硝酸的固定步骤、反应条件以及所用的反应物，至少要满足上述几个方
面的要求，其中调节反应即是关键之一，只有适当的反应条件，才能保证生成硝酸的效率
最大。
另外，这种方法所产生的副产物只有硝酸溶液，比起其他法制备硝酸的方法生成的
副产物少，因此更加环保、可行。
《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。
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。
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。
氨气制备硝酸实验报告
一、实验目的1. 了解氨气制备硝酸的反应原理和过程。
2. 掌握实验操作步骤，学会使用实验仪器。
3. 通过实验，加深对化学反应原理的理解。
二、实验原理氨气制备硝酸的反应过程如下：1. 氨气在催化剂作用下，与氧气反应生成一氧化氮（NO）和水（H2O）。
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O2. 生成的一氧化氮（NO）与氧气（O2）反应生成二氧化氮（NO2）。
2NO + O2 → 2NO23. 二氧化氮（NO2）与水（H2O）反应生成硝酸（HNO3）和一氧化氮（NO）。
4NO2 + 2H2O → 4HNO3 + 2NO三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：- 氨气发生装置- 氧气发生装置- 气体混合装置- 反应器- 冷凝器- 收集瓶- 氨气传感器- 氧气传感器- 滴定管- 碘量瓶- 碘化钾溶液- 氯化钠溶液- 硝酸溶液- 酚酞指示剂2. 实验试剂：- 氨水- 稀硝酸- 碘化钾溶液- 氯化钠溶液- 酚酞指示剂四、实验步骤1. 将氨水加入氨气发生装置中，通入氧气，调节氧气流量，使氨气与氧气充分混合。
2. 将混合气体导入反应器中，在催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮（NO）和水（H2O）。
3. 反应过程中，收集生成的气体，通过冷凝器冷凝，得到硝酸溶液。
4. 用滴定法测定硝酸溶液的浓度，计算制备硝酸的产率。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，氨气与氧气充分混合，反应器内温度逐渐升高，说明反应正在进行。
2. 冷凝器内收集到硝酸溶液，溶液呈淡黄色，说明硝酸已制备成功。
3. 通过滴定法测定硝酸溶液的浓度，计算制备硝酸的产率为85%。
六、实验讨论1. 实验过程中，氨气与氧气混合比例对反应产率有较大影响。
实验中，氨气与氧气混合比例为1:1时，产率最高。
2. 催化剂对反应速率有显著影响。
实验中，使用铜作为催化剂，反应速率较快。
3. 实验过程中，反应器内温度对反应产率也有一定影响。
温度越高，反应速率越快，但过高的温度会导致硝酸分解。
氨气催化氧化制取硝酸
氨催化氧化制硝酸华师大姓名：学号:一、实验目的1.熟练掌握演示“氨催化氧化制硝酸”实验的操作技能。
2.了解该实验不同的几套装置，提高对装置的选择、评估及改进能力。
3.提高实验研究的初步能力。
二、相关反应及原理4NH3 + 5O2= 4NO + 6 H2ONO + O2 = NO23NO2 + H2O = 2HNO3+ NO(NH4)2Cr2O7= N2+ 4H2O + Cr2O3氨气催化制硝酸反应是一个很复杂的过程。
除了上述反应外，另有如下副反应发生：4NO + 4O2 = 2N2O + 6H2O4NH3 + 3O2= 2N2+ 6H2O由于这些反应都是可逆反应，因此不能完全避免副反应的发生，只能选择改变反应平衡的方法，使其只生成NO，实验证明，选择强的催化剂是唯一能相对阻止其他副反应发生的唯一办法。
铂催化剂是最好的催化剂，比其他常用的催化剂速度大100倍左右。
但由于铂很贵，因此我们选用三氧化二铬作为催化剂。
三、实验用品锥形瓶、圆底烧瓶、双孔附导管橡皮塞两个、气唧、反应管、烧杯、玻璃纤维、重铬酸钾、氨水、石蕊试液。
四、实验准备1.本实验采用三氧化二铬作为催化剂。
三氧化二铬的制取方法是取半药匙重铬酸铵放在石棉网上，用煤气灯加热使之分解。
桔红色的重铬酸铵变成绿色的三氧化二铬，并伴随着大量的黑烟，体积膨胀多倍（类似于火山喷发）。
(NH4)2Cr2O7= N2+4H2O+Cr2O3上述反应有水生成，所以分解反应结束后，还应继续加热片刻，使三氧化二铬充分干燥，以提高其催化剂的活性。
之后如前铁粉做催化剂的操作，装置三氧化二铬固体于反应管中，两端用石棉固定。
2.在盛有蒸馏水的小烧杯中滴入几滴石蕊试液，作为最终产物硝酸的指示剂。
（此处设计一对比试验，即将配好的石蕊试液一分为二，一份放置于空气中，一份用作反应）3.喷泉实验：（1）.在试管中装入少量的氨水，用氨水全部润湿试管内壁。
（2）. 用带有导气管的塞子塞紧，放入沸水中一段时间后，取出，目的在于使氨水中的氨气挥发出来。
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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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。
氨氧化制硝酸
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.
铂催化剂催化性能虽好但价格昂贵不易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和亚硝酸铵小颗粒悬浮在空气中形成白烟
催化剂
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2
2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
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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。
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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.
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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.
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氨的催化氧化制硝酸
氨的催化氧化制硝酸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。
2. 催化管的选择与催化剂的装填大量的实验研究表明，本实验成功的关键是氨、氧混合气体与热的催化剂充分接触。
由于催化剂大多数是粉末状的，如果催化剂填充太紧，反应混合气体难以通过，致使实验现象不明显；如果填充太松，特别是有较大空隙时，将有一部分氨、氧混和气体末与催化剂接触，而导致生成白烟。
所以催化管宜细不宜粗，内经为5mm左右较为适宜。
粉末状催化剂按图1-1进行装填：如图A所示，用一根铁丝将少量玻璃纤维推入催化管中部，再如图B所示，将催化管插入盛粉末状催化剂的试剂瓶内，使催化剂进入催化管1.5cm左右，然后如图C所示，将催化管倒过来，轻轻敲催化管，使催化剂疏松地粘在玻璃纤维上。
不能先把催化剂装入催化管，再用铁丝把玻璃纤维推入，这样装填的催化剂太紧而不疏松。
实验证明，以颗粒状的催化剂效果好。
对于粉末太细的催化剂(如Fe203等)，则应先粘附在玻璃纤维上，再用铁丝推入催化管内。
实验六 氨氧化法制硝酸
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。
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【实验目的】
1.结合一般中学化学实验室的条件，探 索并设计出氨氧化演示实验的合理装置。 提高改进和设计实验的能力。 2.掌握本实验成功的关键和操作技能。
【实验内容】
1. 设计出氨氧化法制硝酸的简易演示 实验装置；
2. 用非铂催化剂进行氨的催化氧化实 验。
图6-7 催化氧化氨制硝酸装置
【注意事项】
1.催化剂的选择：Cr2O3 2.氨水浓度的选择 3.接收Fra bibliotek的大小和形状：
烧瓶或锥形瓶比试管或烧杯效果好 4.控制产物导入接收器的时间： 催化剂发红时把导管插入接收器。