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2021年氨的催化氧化实验设计与专题研究实验报告.docx

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2021年氨的催化氧化实验设计与专题研究实验报告.docx

上传人:业精于勤 2020/11/7 文件大小:952 KB

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文档介绍

文档介绍:《化学试验教学研究》试验汇报
试验项目 “氨催化氧化”试验设计和研究
试验日期 星期 五 早晨 □ 下午 ■ 晚上 ■
姓 名 ** 学号 同组人 台号 大 三台3号
试验目标:
经过氨催化氧化试验装置设计,深入培养依据化学原理和客观条件自行设计和安装试验装置能力。
经过查阅文件及对本试验探究过程深入强化搜集和处理信息、分析和归纳问题能力,提升试验操作技能。
探讨本试验成功条件、关键和操作技术。
增强绿色环境保护意识。
试验教学目标:
知识和技能:巩固氨催化氧化反应原理,初步掌握氨催化氧化试验方法,了解工业法制硝酸基础。
过程和方法:经过演示氨催化氧化试验,让学生深入巩固氨氧化性质,学会氨催化氧化试验方法,领悟探究性学习方法。
情感态度和价值观:引发学生对化学试验爱好,培养学生严谨科学思想,增强学生绿色环境保护意识。
试验原理:
在一定温度和催化剂作用下,氨被催化氧化生成一氧化氮。一氧化氮不稳定极易被空气氧化生成二氧化氮,二氧化氮易溶于水生成硝酸和一氧化氮。若氨过量则会和生成硝酸反应生成硝酸铵(即有白烟产生)。
试验中关键反应:
催化剂
4NH3+5O2 4NO+6H2O+Q
2NO+O2=2 NO2+Q
3NO2+H2O=2HNO3+NO+Q
NH3+HNO3=NH4NO3
试验中可能出现反应:
催化剂
4NH3+4O2 2NO2+6H2O
催化剂
4NH3+3O2 2N2+6H2O
试验设计(或改善)思绪:
试验成功条件:参与反应氨气和氧气百分比要适宜,反应温度控制,适量催化剂。
试验设计思绪和方法:
反应物:假如用气体制备法提供反应所需氨气和氧气,装置设计会比较麻烦,且纯氧试验易发生爆炸,存在安全隐患,故选择氨水挥发和鼓气方法提供反应所需氨气和氧气。
发生装置:本试验是气体和气体反应,采取吹气法。选择不一样浓度氨水提供反应所需NH3,经过打气球提供O2。初设一定浓度氨水进行试验,再依据试验现象调整氨水浓度,选择最好氨水浓度以达成最好试验效果。
反应装置:经过查阅资料可知,Cr2O3催化效果很好,所以首先选择Cr2O3作催化剂,为了达成很好催化效果,试验中采取玻璃管装催化剂,可避免试管只有一个出口而影响气体回流和降低和催化剂接触面积。另外催化剂温度需要达成700℃,所以采取三芯灯对玻璃管加热。为了预防催化剂被气体吹走,应在出气口端放一定量玻璃棉,并用U形铁丝进行固定。
搜集装置:本试验生成二氧化氮密度比空气大,故采取向上排空气法搜集。
尾气处理装置:本试验反应物有氨气,氨气含有刺激性气味,且生成二氧化氮是有毒其它,故要用NaOH溶液吸收试验中产生尾气,降低对大气污染。
依据试验原理,本试验条件中影响本试验关键原因是温度、氨气量、氧气量、催化剂种类,此次试验我将探究氨气量和催化剂浓度这两个原因对反应影响。
影响试验关键原因:
氨水浓度:若氨水浓度过大,试验过程中会产生白烟;若氨水浓度过小,催化剂红热现象不显著,搜集装置中展现红棕色不显著。
氧气量:若氧气不足,催化剂红热程度即使再大也看不到红棕色气体产生。
催化剂种类(Cr2O