氨氧化法制硝酸教案【多篇】

高中化學《硫酸、硝酸和氨》的教案 篇一

一、實驗方程式、裝置：

1、氨的催化氧化：

2、氨與氧氣發生的其他反應：

(1)

(3)

3、重鉻酸銨製備氧化鉻催化劑：

4、一氧化氮反應生成硝酸：

5、圓底燒瓶中產生白煙：

6、氨的催化氧化實驗裝置： 7、氨的噴泉實驗裝置：

(2)

二、實驗注意事項：

1、在氨的催化氧化實驗中，首先應該在石棉網上加熱鉻酸銨固體，使得橘紅色的重鉻酸銨固體受熱分解成為墨綠色的氧化鉻，作為本實驗的催化劑。在這個步驟中，用酒精燈加熱，重鉻酸銨受熱分解火星四射，固體飛濺，可以用於實驗室模擬“火山噴發”情景。

2、氨的催化氧化實驗和噴泉實驗均是涉及到氣體反應的實驗，在實驗開始之前，務必要檢驗裝置氣密性，防止由於裝置漏氣而影響化學反應的發生或實驗現象的觀察。

3、在氨的催化氧化實驗中，盛裝氧化鉻是要用玻璃纖維作為支持物來固定氧化鉻的位置，氧化鉻不能平攤在管中，而是應該堆滿管的直徑，且長度約為1cm

因為這樣可以增大氧化鉻催化劑與氨氣、氧氣的接觸面積，讓其反應更加充分，防止氨氣和氧氣還未反應即從管的上端直接逸出，使得反應不充分，影響氨的催化氧化實驗現象的觀察。

4、在氨的催化氧化實驗中，一共有三個檢驗實驗成功的標誌，即：氧化鉻催化劑處出現火星，圓底燒瓶中出現紅棕色氣體以及燒杯中石蕊試液變紅色。故而，為了能夠充分觀察到氧化鉻催化劑處出現明亮的火星，在裝入氧化鉻是不能將其夯得太實，應該讓其稍微疏鬆一些，以便於觀察實驗現象。

5、在氨的催化氧化實驗中，一定要等到氧化鉻催化劑處出現了火星才開始鼓入氧氣，因為只有氧化鉻催化劑被加熱到一定的程度後，氨的催化氧化反應才開始進行，此時才鼓入空氣，可以防止由於太早鼓入空氣，使得濃氨水太早揮發，氨氣進入反應管而帶來的不必要的浪費。

6、在氨的催化氧化實驗中，使用雙連球鼓入空氣時，應該控制進氣速度，以盛放石蕊試液的燒杯中有一個一個的氣泡冒出為宜，若鼓入空氣的速度太快，則會造成反應不完全，浪費實驗試劑；若鼓入空氣的速度太慢，又會使反應速率太慢，遲遲不能觀察到反應現象。雖然對實驗造成的影響不大，但也不可過快或過慢。

7、在氨的催化氧化實驗中，氨水的濃度將會對反應速率造成很大的影響，所以在配置氨水時，應該注意濃氨水與蒸餾水的比例，經試驗探索發現，當濃氨水與蒸餾水的體積比為1:1.5時，反應速率最快。

8、在氨的噴泉實驗中，燒杯中最好能夠盛放加熱好的熱水，因為相較於冷水來説，熱水中氨氣的溶解度更大，同時，熱水可以加速濃氨水的分解，生成更多的氨氣，使得實驗現象更加明顯。

9、在氨的噴泉實驗中，常常觀察不到噴泉現象，而是隻觀察到圓底燒瓶中的酚酞溶液的頁面不斷上升，這是因為燒杯中水的頁面太低，使得酚酞溶液上升到球形瓶中所受的壓力不夠大，沒有能夠使水快速上升，從而導致難以觀察到如噴泉一樣的現象。所以，為了避免這樣現象的發生，我們應該使燒杯中水的液麪高度儘可能的高一些，讓酚酞溶液能夠受到更大的壓力，從而使得液體迅速上升到圓底燒瓶中，以便於觀察噴泉的實驗現象。

三、實驗思考：

1、在氨的催化氧化實驗中，為什麼催化劑要使用氧化鉻？可以用其他催化劑代替它嗎？它們又各有什麼優缺點？

答：根據文獻資料表明，可常用作氨催化氧化的催化劑有如下幾種：Pt、Cu、Cr2O3、CoO、Fe2O3、MoO3、MnO2等，其中Pt的催化效果最佳，但價格昂貴，通常在中學實驗教學中不採用；其次是Cr2O3，一般來説，這是中學進行該實驗的常用催化劑，Cr2O3具有以下性質：綠色粉末，熔點為2708K，剛玉結構，P型半導體，含正離子缺位。資料表明，對於氧化物催化氨氧化，不是催化的導電性質，而是它的非計量的過量氧與活性間存在簡單的線性關係，但實驗中用Cr2O3做催化劑容易發生爆炸，安全性不高，且Cr2O3的實驗廢渣對環境污染程度大。資料認為CuO可以代替Cr2O3做氨催化氧化的催化劑，MnO2對該實驗也有一定的催化作用。因為具有以下結構和性質：黑褐色粉末，熔點為1273K，P型半導體，含正離子缺位，體相還有過量的氧負離子存在，同時在高温下容易發生反應被氨還原成銅：3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2，此反應產生的銅可以避免實驗發生爆炸，MnO2同樣為P型半導體，含正離子缺位，體相還有過量的氧負離子存在，與CuO混合可以提高反應速率。所以用CuO和MnO2取代Cr2O3作催化劑是可行的，它們具有以下優勢：CuO和MnO2的礦藏豐富，價格相對低廉；CuO和MnO2對環境的污染比Cr2O3小；在高温下反應生成的Cu可以預防爆炸事故的發生。

2、在氨的催化氧化實驗中，氨水的濃度為多少時最有利於實驗的順利進行？ 答：在實驗中，調節氨水的濃度分別為體積比氨水：水=1:1或1:1.5或1:2，以氧化鉻作為反應的催化劑，記錄實驗現象為：

由上表格的實驗現象可以得知，氨水的濃度在氨的催化氧化實驗中，起着至關重要的作用，當氨水與蒸餾水的體積比為1:1.5時，產生紅棕色氣體，即二氧化氮，紫色石蕊試液變紅，即產生足夠量的硝酸，此時的反應效果最好，實驗現象最明顯，所以最佳濃度為體積比：濃氨水：蒸餾水=1:1.5。

3、在氨的催化氧化實驗中，有哪些地方具有明顯的缺陷？應該如何改進？ 答：在原本的氨的催化氧化實驗裝置中，可以看到紅棕色的二氧化氮氣體在圓底燒瓶中慢慢生成了，但是同時圓底燒瓶內卻凝結了大量的水蒸氣，使紅棕色看起來模模糊糊的，這主要是因為氨氣在氧化後生成了大量的水，水蒸氣的存在不僅不利於二氧化氮的觀察，而且會將其吸收形成硝酸酸霧，因此可將原有裝置做改進，在燃燒管和圓底燒瓶中間增加一個裝有無水氯化鈣的乾燥管，在這裏氯化鈣不但具有乾燥的作用，還能吸收過量的氨氣，可以更加直接清晰地觀察到紅棕色的二氧化氮氣體。此外，可以用注射器收集70ml的O2後，再收集40ml的NH3,加熱(NH4)2Cr2O7得Cr2O3,並放入玻璃管中部，玻璃管中部放適量Cr2O3,並加熱該部位，尾氣管先通入NaOH溶液，再緩緩推動注器，Cr2O3紅熱便可移開熱源，繼續推注射器至反應完全，並關閉通入NaOH溶液的導管，打開通入水的導管，拉注射器活塞，吸入少量水，振盪，再加入紫色石蕊試劑試管中明顯地出現紅棕色的氣體，量多，顏色深，Cr2O3保持紅熱明顯，無白煙產生，因為NH3全部被氧化，加水後，紅棕色消失明顯。

4、在氨的催化氧化實驗中，雙連球鼓氣的速度對實驗現象及結果有何影響？ 答：在氨的催化氧化實驗中，在進行探究性實驗之前，認為鼓氣速度對實驗有較大的影響，若鼓氣速度過快則空氣會從濃氨水中帶出過多的氨氣，而過量的氨氣會和生成的NO2或NO反應形成含有硝酸銨或亞硝酸銨的白煙，而事實上大多數實驗失敗時確實出現了類似情況；若鼓氣速度過慢則帶出的氨氣偏少，未達到反應所需的濃度，不但無法使催化劑保持紅熱狀態，也不利於NO的生成。查閲文獻，文獻中通過多次實驗，設計瞭如圖實驗裝置對鼓氣速度進行了初步研究，實驗數據見表。

取質量分數約為21%的濃氨水分別進行以上實驗，其中鼓氣速度通過每分鐘按多少下打氣球進行比較，用500mL的量筒來測量排出的水的體積。四次實驗均在相同的條件下進行，鼓氣速度是唯一的變量。從實驗數據不難看出，儘管鼓氣的速度不同而且相差較大，但單位體積的空氣能夠帶出的氨氣的量卻是基本不變的，顯然在一定的温度和壓強下，一定濃度的氨水的揮發性是恆定的。這個實驗最終證明了氨水的揮發性即氨水的飽和蒸汽壓只跟温度、濃度和壓強有關，儘管只是初步實驗，但是“氨氣催化氧化”實驗的成敗顯然與鼓氣的速度沒有直接的關係，當然極端的快速或慢速鼓氣對實驗也會造成不利的影響。

化學氨的催化氧化教案 篇二

氨氧化古細菌(AOA)的研究進展

一直以來，氨氧化細菌(AOB)是硝化反應中負責將NH+4轉化成為NO-2的一類無機自養微生物。近幾年來國外一些學者于海洋中發現氮氧化古細菌(AOA)存在，它們同樣廣泛存在於土壤、自然水體、污水處理廠、垃圾滲濾液等產生硝化反應的環境中，負責將氨轉化為亞硝酸鹽。甚至在某些生態環境中，AOA占主導地位。概述了國外對不同環境下氨氧化古細菌種羣多樣性的'差異，以及各類環境中共有的氨氧化古細菌種類。最後，對今後氬氧化菌深入研究的方向及其功能作了進一步的展望。

作 者：陳熙 張明 郭怡雯 Chen Xi Zhang Ming Guo Yiwen  作者單位：華東師範大學環境科學系，上海，62 刊 名：上海化工 英文刊名：SHANGHAI CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 34(2) 分類號：Q911 關鍵詞：氨氧化古細菌   系統發育   生態分佈

氨氧化法制硝酸教案 篇三

一、教學目標

1、知識與技能

掌握硝酸的重要特性——易揮發性、不穩定性和強氧化性

2、過程與方法

(1)展示兩瓶新制的濃硝酸和久置的濃硝酸的不同，分析原因，加深對濃硝酸易分解的理解，以完成對重點的把握。

(2)引導學生帶着問題觀察濃稀硝酸與銅反應的對比實驗演示，總結濃稀硝酸與金屬非金屬反應的規律以完成對難點的突破。

3、情感態度與價值觀

通過實驗觀察，培養學生的科學態度和探究精神。

二、教學重點、難點 重點：硝酸的特性； 難點：硝酸的強氧化性。

三、教學模式

實驗導學五部教學模式(複習引新——演示實驗——分析誘導——小結散發——反饋練習)。

四、教學道具

投影儀

五、教學過程

(一)趣味導課，激發興趣

最近媒體經常報道有人用黃銅仿製“黃金”行騙，被騙者後悔不迭，假如是你，你會上當麼？你能不能利用所學的知識來識別黃金的真假？學好了這一節課我們就掌握了一種鑑別的本領。下面我們就接着上節課，學習硝酸的特性！

(二)把握重點、突破難點

1、把握重點：發現問題，自主探究

我由幻燈片給同學們展示兩瓶硝酸，一瓶是新制的無色的濃硝酸，一瓶是久置的發黃的濃硝酸，並且強調兩個問題。

【強調】

1、濃硝酸所處的環境的不避光的

2、盛裝濃硝酸的試劑瓶是無色的 【設問】出現這種現象是什麼原因呢？

下面我給同學分成六個小組，你們自行討論，兩分鐘後，每個小組出一個代表和大家分享本組的討論結果。接着我進行小結。

【解答】原因就是濃硝酸具有不穩定性，見光易分解，生成的二氧化氮溶在濃硝酸裏從而出現黃色的現象 【遞進】 由這種現象可以得出實驗室保存濃硝酸應該用棕色的試劑瓶放在避光的地方。

【板書】下面寫一下我們一起寫一下硝酸分解的化學方程式 4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑

這是濃硝酸不穩定性的探究，同學一定要掌握並學會解釋濃硝酸久置發黃的原因。

(2)突破難點：演示實驗、歸納總結

給大家觀看圖片，用鐵罐和鋁罐來盛裝濃硝酸！

用鐵罐車來盛裝濃硝酸

用鋁罐來盛裝濃硝酸

【設問】硝酸是強酸，為什麼能用鐵罐和鋁罐來盛裝呢？ 小組繼續討論，時間為一分鐘。我直接解答。

【解答】 因為濃硝酸具有強氧化性，在常温下遇到一些活潑金屬會發生鈍化現象，這一點是和濃硫酸一樣的。

這是硝酸強氧化性的第一個體現。

【設問】好，下面我繼續設問，硝酸是強酸，那它在與金屬反應的時候會像其他酸一樣生成氫氣嗎，接下來我播放一段濃稀硝酸分別與銅反應的視頻，大家一定要注意觀察以下問題：

(1)反應的劇烈程度如何？

(2)反應產生氣體的顏色有什麼不同？ (3)反應後溶液的顏色是怎樣的？

好，看完這兩個反應，你發現什麼現象呢？哪位同學想和大家分享一下你的想法？

這個知識點比較難。我給大家解釋下為什麼會有這樣的現象。

【解答】硝酸具有強氧化性，與金屬反應通常不用加熱，也不生成氫氣。濃硝酸與稀硝酸氧化性不同，生成的還原產物也不同，濃硝酸氧化性強被還原為二氧化氮，所以它與金屬反應生成對應的鹽二氧化氮和水。稀硝酸氧化性相對於濃硝酸差一些被還原為一氧化氮，所以它與金屬反應生成對應的鹽一氧化氮和水。那我們就結合實驗現象寫一下銅與濃稀硝酸反應的化學方程式 【板書】 Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 隨着銅與濃稀硝酸的反應的新鮮出爐，我們就學會了鑑別黃金的一種方法！這也是硝酸強氧化性的第二個體現。也是本節課的難點，需要同學重點把握，好，下面大家根據銅與濃稀硝酸反應的化學方程式，寫一下銀與濃稀硝酸的反應方程式。找聽得不太認真的同學到黑板上寫！然後給他檢查一下是否正確(如果不正確寫出正確的方程式)。

【設問】 好，接下來我繼續設問，硝酸的強氧化性僅僅體現在與金屬的反應上嗎？它與非金屬反應不反應呢？請看下面這個視頻(播放碳與濃硝酸反應的視頻)，並觀察實驗現象。

(看完視頻後)

【講解】是的濃硝酸還會在加熱的條件下與一些非金屬反應，比如碳，下面請同學們參照金屬與硝酸反應的方程式寫一下碳與濃硝酸反應的化學方程式 同學寫完後，我寫出板書讓同學們自己檢查，以加深印象。 【板書】C+4HNO3(濃)=加熱= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O 這是硝酸強氧化性的第三個體現。

(三)小結

以上就是我們對硝酸特性的探究，濃硝酸具有不穩定性，在光照或加熱的條件下分解成二氧化氮氧氣和水，所以在實驗室保存濃硝酸時要裝在無色的試劑瓶中放在避光的條件下。濃稀硝酸都具有強氧化性，與金屬反應通常不用加熱也不生成氫氣，濃稀硝酸的氧化性不同生成的還原產物也不同，濃硝酸氧化性強與金屬反省生成對應的鹽二氧化氮和水，稀硝酸相對於濃硝酸來説氧化性弱一些與金屬反應時生成對應的鹽一氧化氮和水，濃硝酸在加熱的條件下還與一些非金屬反應。這是我們這節課的全部內容，非常重要，希望同學們能夠掌握。

(四)課堂練習，課後作業

為了鞏固一下我們的重點和難點，我們一起做一個練習題： 在濃硝酸中放入銅片：

(1)開始反應的化學反應方程式為 _____________________________ 實驗現象為

_____________________________ (2)若銅有剩餘，則反應將要結束時的化學反應方程式為

_________________________________________________ (3)待反應停止後，再加入少量25%的稀H2SO4，這時銅片上又有氣泡產生，其原因是

_____________________________________________________________________

【答案】

(1)Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 銅片逐漸溶解，產生紅棕色氣體，溶液變為藍色 (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)加入稀H2SO4後，H2SO4電離出的H+，與原溶液中的NO-3構成強氧化性條件(即相當於溶液中又生成了“稀硝酸”)，因此Cu又會溶解，銅片上產生氣泡

由於時間關係我們課堂上就不做太多的練習題了，課後做一下練習冊上對應的習題，下節課我們處理有關硝酸特性的習題！

五、板書設計

4.4硝酸的特性

1、不穩定性4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑

2、強氧化性

a 鐵和鋁在常温下遇濃硝酸鈍化。 b Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O c C+4HNO3(濃)=加熱= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O