氨的催化氧化

探究的因素及水平如下：氨水的浓度

V（氨水）：V

（水）加热时间

催化剂

种类

实验指标

1:1

3min Cr

2

O

3

1催化剂是否有明显红

热现象

2.是否有红棕色气体

产生。

3.玻璃管内是否有小

水滴

2：3 Fe

2O 3

4：5 Fe

2O 3

实验装置图：

实验装置设计依据：

（1）反应的原理: 该反应是氨气、氧气和催化剂在较高温度下进行的气体和固体之间的反应，我们需要从以下几个方面考虑从而来设计整个实验：

a)反应物的制备：

①浓氨水具有挥发性，会挥发出氨气，故可以利用其性质来制备氨气；

②经查阅资料可知，氨气在空气中的爆炸极限是15.5%~27%，在纯氧中的爆炸极限是

13.5%~79%，含氧量越高，极限范围扩大，越容易爆炸，故我们在此尽量不用纯氧来进行

实验，而是采用一个双联打气球，通过不断的挤压来鼓入空气；

③优点：装置简单，操作简便；同时在鼓入的过程中还可以增加氨气的逸出速度。

b)反应条件：

①反应需在较高温度下进行，普通的酒精灯满足不了要求，故我们在此采用的是铜质三

芯酒精灯；

②反应需要在催化剂的作用下进行，为了使气态的氨气和氧气与固态的催化剂充分接触，

我们把催化剂装在硬质玻璃管内。

③优点：硬质玻璃管常用来进行气体和固体的反应，和普通试管相比具有以下优点：第

一比普通试管更耐高温；第二，两端开口更有利于气体的流通。

c)生成物：

①NO 2是红棕色有刺鼻气味的气体，同时是一种大气污染物，因此应该用碱液进行吸收， ②同时由于气体的流通速度比较快，故可能有一部分氨气没有反应就直接逸出，又因为氨气极易溶于水，故碱液中的的水是可以对氨气进行吸收的。综合以上两个因素，我们可以选用NaOH 溶液来对尾气进行处理。 实验研究的主要内容：

1)“氨的催化氧化”实验装置一体化设计。 2)“氨的催化氧化”最佳条件的探究。 实验研究方案及实验记录：

仪器：双联打气球、洗气瓶（3个）、铁架台、50mL 量筒、250ml 烧杯、电子秤、三芯酒精灯、胶管、玻璃棒、硬质玻璃管，直角导管，玻璃棉、铁丝；

药品：浓氨水（25%~28%）、蒸馏水、NaOH (1mol/L)、Fe 2O3、CuO 、(NH 4)2Cr 2O 7 实验内容：

（一）实验操作步骤：

（二）实验装置图：

（三）实验内容及数据记录：

（1）氨水浓度的影响

在硬质玻璃管中加入8-10cm 的Cr 2O 3作为催化剂，保证催化剂的加热时间不变（3min ），分别取50mL 不同比例的氨水进行实验，观察实验效果，对比探索氨催化氧化中选用氨水浓度的最佳比例。数据记录如下：

制备催化剂 催化剂的填装

搭建实验装置

配置50ml 一定浓度的氨水

点燃三芯酒精灯，进行实验

加热3min 后缓慢鼓气，当看到有火星时，加快鼓气速度，观察并记录实验现象