項(xiàng)云+蔣金虎+黃穎潔
摘要:氨氣催化氧化反應(yīng)是高中化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn),按照老教材的方法做實(shí)驗(yàn)難以出現(xiàn)預(yù)期的現(xiàn)象。為此作者綜合考慮了各種影響因素,經(jīng)過不斷探究、改進(jìn),成功設(shè)計(jì)出一種儀器簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、綠色環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法,取得了非常好的實(shí)驗(yàn)效果。
關(guān)鍵詞:氣體制備一體化;干燥管組合應(yīng)用;雙氧水;三氧化二鉻
文章編號(hào):1008-0546(2017)12-0085-01 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.12.029
一、問題的提出
氨氣的催化氧化對(duì)氨氣性質(zhì)和硝酸工業(yè)生產(chǎn)原理的學(xué)習(xí)十分重要,但實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難掌握這一反應(yīng),主要原因是缺乏實(shí)驗(yàn)的直觀印象。人教版老教材中曾設(shè)置了該反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),但事實(shí)上鉑絲發(fā)紅及紅棕色氣體生成的現(xiàn)象難以實(shí)現(xiàn),如今人教版必修1僅有反應(yīng)方程式,缺少演示實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí),學(xué)生掌握起來非常困難,一學(xué)就忘。氨氣的催化氧化是中學(xué)化學(xué)難度最大的實(shí)驗(yàn)之一,給我們一線老師的教學(xué)帶來了很大的困擾,目前在各類公開課中尚未看到老師當(dāng)堂成功演示這一實(shí)驗(yàn),大大影響了課堂教學(xué)效果。為此筆者綜合分析各種影響因素,經(jīng)過反復(fù)探究、不斷改進(jìn),終于成功設(shè)計(jì)出一種儀器簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、綠色環(huán)保的實(shí)驗(yàn)方法,通過課堂演示給學(xué)生留下了深刻的直觀印象。
三、實(shí)驗(yàn)用品
藥品:濃氨水(25%-28%)、雙氧水(30%)、二氧化錳、重鉻酸銨、堿石灰、無水氯化鈣、氫氧化鈉溶液
儀器:鐵架臺(tái)、酒精燈、分液漏斗、具支試管、干燥管、蒸發(fā)皿、試管、玻璃導(dǎo)管、單孔橡皮塞、試管架、玻璃纖維、脫脂棉
四、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
1.組裝裝置:按圖1所示組裝儀器、檢查裝置的氣密性。
五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
1.混合氣體制備一體化,把氧氣和氨氣的制備裝置合二為一,方便教師課前準(zhǔn)備,現(xiàn)制現(xiàn)用,提高了氣體的反應(yīng)活性。
2.用氧氣代替空氣參與反應(yīng),排除了大量氮?dú)鈱?duì)實(shí)驗(yàn)的干擾(N2和O2在高溫下也可生成NO),增大了反應(yīng)物濃度,加快了反應(yīng)速率。與用氣囊不停鼓入空氣的方法相比,本改進(jìn)消除了因大量氮?dú)庀♂尪趸绊懠t棕色的觀察,同時(shí)也減少大量氮?dú)饬鲃?dòng)帶走熱量而影響催化劑紅熱的出現(xiàn)。
3.干燥管的巧妙組合應(yīng)用,有效解決了反應(yīng)前后氣體干燥的問題,省去了一些繁雜的操作,無水氯化鈣對(duì)氨氣、水的吸收,也消除了NH4NO3白煙的產(chǎn)生。
4.本裝置可通過滴加H2O2的快慢來控制氣體產(chǎn)生速率,具支試管中蘸有濃氨水的脫脂棉,既能產(chǎn)生NH3又能阻擋H2O2因劇烈反應(yīng)而沖出管口。
5.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單易得、操作方便、綠色環(huán)保,催化劑紅熱和大量紅棕色氣體生成的現(xiàn)象十分明顯,獲得了非常好的實(shí)驗(yàn)效果。
本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)是因?qū)嶋H教學(xué)需要而產(chǎn)生,有效突破了氨氣催化氧化這一教學(xué)難點(diǎn),期望我的改進(jìn)能對(duì)廣大一線教師有所幫助,讓氨氣催化氧化實(shí)驗(yàn)再次走進(jìn)更多的課堂,使我們的課堂取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
1.混合氣體制備一體化,把氧氣和氨氣的制備裝置合二為一,方便教師課前準(zhǔn)備,現(xiàn)制現(xiàn)用,提高了氣體的反應(yīng)活性。
2.用氧氣代替空氣參與反應(yīng),排除了大量氮?dú)鈱?duì)實(shí)驗(yàn)的干擾(N2和O2在高溫下也可生成NO),增大了反應(yīng)物濃度,加快了反應(yīng)速率。與用氣囊不停鼓入空氣的方法相比,本改進(jìn)消除了因大量氮?dú)庀♂尪趸绊懠t棕色的觀察,同時(shí)也減少大量氮?dú)饬鲃?dòng)帶走熱量而影響催化劑紅熱的出現(xiàn)。
3.干燥管的巧妙組合應(yīng)用,有效解決了反應(yīng)前后氣體干燥的問題,省去了一些繁雜的操作,無水氯化鈣對(duì)氨氣、水的吸收,也消除了NH4NO3白煙的產(chǎn)生。
4.本裝置可通過滴加H2O2的快慢來控制氣體產(chǎn)生速率,具支試管中蘸有濃氨水的脫脂棉,既能產(chǎn)生NH3又能阻擋H2O2因劇烈反應(yīng)而沖出管口。
5.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單易得、操作方便、綠色環(huán)保,催化劑紅熱和大量紅棕色氣體生成的現(xiàn)象十分明顯,獲得了非常好的實(shí)驗(yàn)效果。
本實(shí)驗(yàn)改進(jìn)是因?qū)嶋H教學(xué)需要而產(chǎn)生,有效突破了氨氣催化氧化這一教學(xué)難點(diǎn),期望我的改進(jìn)能對(duì)廣大一線教師有所幫助,讓氨氣催化氧化實(shí)驗(yàn)再次走進(jìn)更多的課堂,使我們的課堂取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。endprint