氨气催化氧化反应的实验改进

项云+蒋金虎+黄颖洁

摘要：氨气催化氧化反应是高中化学教学的难点，按照老教材的方法做实验难以出现预期的现象。为此作者综合考虑了各种影响因素，经过不断探究、改进，成功设计出一种仪器简单、操作方便、现象明显、绿色环保的实验方法，取得了非常好的实验效果。

关键词：气体制备一体化；干燥管组合应用；双氧水；三氧化二铬

文章编号：1008-0546（2017）12-0085-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.12.029

一、问题的提出

氨气的催化氧化对氨气性质和硝酸工业生产原理的学习十分重要，但实际教学中发现学生很难掌握这一反应，主要原因是缺乏实验的直观印象。人教版老教材中曾设置了该反应的演示实验，但事实上铂丝发红及红棕色气体生成的现象难以实现，如今人教版必修1仅有反应方程式，缺少演示实验的感性认识，学生掌握起来非常困难，一学就忘。氨气的催化氧化是中学化学难度最大的实验之一，给我们一线老师的教学带来了很大的困扰，目前在各类公开课中尚未看到老师当堂成功演示这一实验，大大影响了课堂教学效果。为此笔者综合分析各种影响因素，经过反复探究、不断改进，终于成功设计出一种仪器简单、操作方便、现象明显、绿色环保的实验方法，通过课堂演示给学生留下了深刻的直观印象。

三、实验用品

药品：浓氨水（25%-28%）、双氧水（30%）、二氧化锰、重铬酸铵、碱石灰、无水氯化钙、氢氧化钠溶液

仪器：铁架台、酒精灯、分液漏斗、具支试管、干燥管、蒸发皿、试管、玻璃导管、单孔橡皮塞、试管架、玻璃纤维、脱脂棉

四、实验步骤及现象

1.组装装置：按图1所示组装仪器、检查装置的气密性。

五、实验改进的优点

1.混合气体制备一体化，把氧气和氨气的制备装置合二为一，方便教师课前准备，现制现用，提高了气体的反应活性。

2.用氧气代替空气参与反应，排除了大量氮气对实验的干扰（N₂和O₂在高温下也可生成NO），增大了反应物浓度，加快了反应速率。与用气囊不停鼓入空气的方法相比，本改进消除了因大量氮气稀释二氧化氮而影响红棕色的观察，同时也减少大量氮气流动带走热量而影响催化剂红热的出现。

3.干燥管的巧妙组合应用，有效解决了反应前后气体干燥的问题，省去了一些繁杂的操作，无水氯化钙对氨气、水的吸收，也消除了NH₄NO₃白烟的产生。

4.本装置可通过滴加H₂O₂的快慢来控制气体产生速率，具支试管中蘸有浓氨水的脱脂棉，既能产生NH3又能阻挡H₂O₂因剧烈反应而冲出管口。

5.改进后的实验仪器简单易得、操作方便、绿色环保，催化剂红热和大量红棕色气体生成的现象十分明显，获得了非常好的实验效果。

本实验改进是因实际教学需要而产生，有效突破了氨气催化氧化这一教学难点，期望我的改进能对广大一线教师有所帮助，让氨气催化氧化实验再次走进更多的课堂，使我们的课堂取得更好的实验教学效果。

五、实验改进的优点

1.混合气体制备一体化，把氧气和氨气的制备装置合二为一，方便教师课前准备，现制現用，提高了气体的反应活性。

2.用氧气代替空气参与反应，排除了大量氮气对实验的干扰（N₂和O₂在高温下也可生成NO），增大了反应物浓度，加快了反应速率。与用气囊不停鼓入空气的方法相比，本改进消除了因大量氮气稀释二氧化氮而影响红棕色的观察，同时也减少大量氮气流动带走热量而影响催化剂红热的出现。

3.干燥管的巧妙组合应用，有效解决了反应前后气体干燥的问题，省去了一些繁杂的操作，无水氯化钙对氨气、水的吸收，也消除了NH₄NO₃白烟的产生。

4.本装置可通过滴加H₂O₂的快慢来控制气体产生速率，具支试管中蘸有浓氨水的脱脂棉，既能产生NH₃又能阻挡H₂O₂因剧烈反应而冲出管口。

5.改进后的实验仪器简单易得、操作方便、绿色环保，催化剂红热和大量红棕色气体生成的现象十分明显，获得了非常好的实验效果。

本实验改进是因实际教学需要而产生，有效突破了氨气催化氧化这一教学难点，期望我的改进能对广大一线教师有所帮助，让氨气催化氧化实验再次走进更多的课堂，使我们的课堂取得更好的实验教学效果。endprint