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1、《化學(xué)實驗教學(xué)研究》課程學(xué)習(xí)要求實驗?zāi)康模?)通過氨的催化氧化實驗裝置的設(shè)計，進一步培養(yǎng)根據(jù)化學(xué)原理和客觀條件自行設(shè)計和安裝實驗裝置的能力。2)通過查閱文獻及對本實驗的探究過程強化收集和處理信息、分析和歸納問題的能力。3)探討本實驗成功的條件、關(guān)鍵和操作技術(shù)。4)增強綠色環(huán)保意識。催化劑實驗教學(xué)目標(biāo)：知識與技能：1)了解氨的催化氧化反應(yīng)的原理；2)能準(zhǔn)確描述氨的催化氧化反應(yīng)的實驗現(xiàn)象；3)熟練儀器的連接和使用。過程與方法：1)通過對實驗最佳反應(yīng)條件的探究，鞏固掌握簡單比較法；2)在對實驗的探究過程中，培養(yǎng)學(xué)生思考、分析、解決問題的能力。情感態(tài)
2、度與價值觀：1)增強學(xué)生的環(huán)保意識。實驗原理：1.實驗中主要的反應(yīng)：4NH3+5O2==?==4NO+6H2O+Q2NO+O2====2NO2+Q3NO2+H2O====2HNO3+NO+QNH3+HNO3====NH4NO32.實驗中可能出現(xiàn)的反應(yīng)：(當(dāng)氧氣量不足時，可能會發(fā)生)4NH3+4O2====2N2O+6H2O4NH3+3O2====2N2+6H2O實驗設(shè)計思路:總探究思路：采用簡單比較法探究氨催化氧化的最佳條件。設(shè)計思路：氨水的濃度及用量、催化劑的種類和用量，第一個洗氣瓶中導(dǎo)管伸入液面的深度、溫度等因素都是影響探究效果的因素。在
3、本實驗中，重點探究氨水的濃度、催化劑的種類對實驗的影響。因此在實驗過程中控制氨水的總體積為50ml，加熱時間3min，導(dǎo)管伸入液面的深度不變。先探究氨水的濃度對實驗效果的影響，得到最佳實驗效果后固定氨水的濃度探究催化劑的種類對效果的影響，最后得出氨的催化氧化的最佳條件。第5頁共5頁《化學(xué)實驗教學(xué)研究》課程學(xué)習(xí)要求探究的因素及水平如下：氨水的濃度V（氨水）：V（水）加熱時間催化劑種類實驗指標(biāo)1:13minCr2O31催化劑是否有明顯紅熱現(xiàn)象2.是否有紅棕色氣體產(chǎn)生。3.玻璃管內(nèi)是否有小水滴2：3Fe2O34：5Fe2O3實驗裝置圖：實驗裝置設(shè)計
4、依據(jù)：（1）反應(yīng)的原理:該反應(yīng)是氨氣、氧氣和催化劑在較高溫度下進行的氣體和固體之間的反應(yīng)，我們需要從以下幾個方面考慮從而來設(shè)計整個實驗：a)反應(yīng)物的制備：①濃氨水具有揮發(fā)性，會揮發(fā)出氨氣，故可以利用其性質(zhì)來制備氨氣；②經(jīng)查閱資料可知，氨氣在空氣中的爆炸極限是15.5%~27%，在純氧中的爆炸極限是13.5%~79%，含氧量越高，極限范圍擴大，越容易爆炸，故我們在此盡量不用純氧來進行實驗，而是采用一個雙聯(lián)打氣球，通過不斷的擠壓來鼓入空氣；③優(yōu)點：裝置簡單，操作簡便；同時在鼓入的過程中還可以增加氨氣的逸出速度。b)反應(yīng)條件：①反應(yīng)需在較高溫度下進
5、行，普通的酒精燈滿足不了要求，故我們在此采用的是銅質(zhì)三芯酒精燈；②反應(yīng)需要在催化劑的作用下進行，為了使氣態(tài)的氨氣和氧氣與固態(tài)的催化劑充分接觸，我們把催化劑裝在硬質(zhì)玻璃管內(nèi)。③優(yōu)點：硬質(zhì)玻璃管常用來進行氣體和固體的反應(yīng)，和普通試管相比具有以下優(yōu)點：第一比普通試管更耐高溫；第二，兩端開口更有利于氣體的流通。c)生成物：第5頁共5頁《化學(xué)實驗教學(xué)研究》課程學(xué)習(xí)要求①NO2是紅棕色有刺鼻氣味的氣體，同時是一種大氣污染物，因此應(yīng)該用堿液進行吸收，②同時由于氣體的流通速度比較快，故可能有一部分氨氣沒有反應(yīng)就直接逸出，又因為氨氣極易溶于水，故堿液中的的水是
6、可以對氨氣進行吸收的。綜合以上兩個因素，我們可以選用NaOH溶液來對尾氣進行處理。實驗研究的主要內(nèi)容：1)“氨的催化氧化”實驗裝置一體化設(shè)計。2)“氨的催化氧化”最佳條件的探究。實驗研究方案及實驗記錄：儀器：雙聯(lián)打氣球、洗氣瓶（3個）、鐵架臺、50mL量筒、250ml燒杯、電子秤、三芯酒精燈、膠管、玻璃棒、硬質(zhì)玻璃管，直角導(dǎo)管，玻璃棉、鐵絲；藥品：濃氨水（25%~28%）、蒸餾水、NaOH(1mol/L)、Fe2O3、CuO、(NH4)2Cr2O7實驗內(nèi)容：（一）實驗操作步驟：配置50ml一定濃度的氨水搭建實驗裝置催化劑的填裝制備催化劑點燃三
7、芯酒精燈，進行實驗加熱3min后緩慢鼓氣，當(dāng)看到有火星時，加快鼓氣速度，加快鼓氣速度，觀察并記錄實驗現(xiàn)象（二）實驗裝置圖：（三）實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄：（1）氨水濃度的影響在硬質(zhì)玻璃管中加入8-10cm的Cr2O3作為催化劑，保證催化劑的加熱時間不變（3min），分別取50mL不同比例的氨水進行實驗，觀察實驗效果，對比探索氨催化氧化中選用氨水濃度的最佳比例。數(shù)據(jù)記錄如下：第5頁共5頁《化學(xué)實驗教學(xué)研究》課程學(xué)習(xí)要求氨水濃度V（氨水）：V（水）加熱時間催化劑催化劑的紅熱現(xiàn)象紅棕色氣體白煙實驗分析1：23minCr2O3+ +++ 催化劑的紅熱現(xiàn)象不
8、明顯，也只有微弱的紅棕色，但出現(xiàn)大量白煙，可能是氨水的濃度偏低，并且鼓氣太早造成的，故接下來增大氨水的濃度進行實驗2:3++/++催化劑的紅熱現(xiàn)象明顯，且有較多的白
