氨的催化氧化VIP免费

《化学实验教学研究》课程学习要求实验目的：1)通过氨的催化氧化实验装置的设计，进一步培养根据化学原理和客观条件自行设计和安装实验装置的能力。2)通过查阅文献及对本实验的探究过程强化收集和处理信息、分析和归纳问题的能力。3)探讨本实验成功的条件、关键和操作技术。4)增强绿色环保意识。实验教学目标：知识与技能：1)了解氨的催化氧化反应的原理；2)能准确描述氨的催化氧化反应的实验现象；3)熟练仪器的连接和使用。过程与方法：1)通过对实验最佳反应条件的探究，巩固掌握简单比较法；2)在对实验的探究过程中，培养学生思考、分析、解决问题的能力。情感态度与价值观：1)增强学生的环保意识。实验原理：1.实验中主要的反应：4NH3+5O2==∆==4NO+6H2O+Q2NO+O2====2NO2+Q3NO2+H2O====2HNO3+NO+QNH3+HNO3====NH4NO32.实验中可能出现的反应：(当氧气量不足时，可能会发生)4NH3+4O2====2N2O+6H2O4NH3+3O2====2N2+6H2O实验设计思路:总探究思路：采用简单比较法探究氨催化氧化的最佳条件。设计思路：氨水的浓度及用量、催化剂的种类和用量，第一个洗气瓶中导管伸入液面的深度、温度等因素都是影响探究效果的因素。在本实验中，重点探究氨水的浓度、催化剂的种类对实验的影响。因此在实验过程中控制氨水的总体积为50ml，加热时间3min，导管伸入液面的深度不变。先探究氨水的浓度对实验效果的影响，得到最佳实验效果后固定氨水的浓度探究催化剂的种类对效果的影响，最后得出氨的催化氧化的最佳条件。第1页共7页催化剂《化学实验教学研究》课程学习要求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1:13minCr2O31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2：3Fe2O34：5Fe2O3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：第2页共7页《化学实验教学研究》课程学习要求①NO2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。第3页共7页《化学实验教学研究》课程学习要求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)、Fe2O3、CuO、(NH4)2Cr2O7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Cr2O3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：第4页共7页点燃三芯酒精灯，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，加快鼓气速度...