火花放电制备一氧化氮

火花放电制备一氧化氮 实验目的 ①学会利用实验室电学装置模拟自然现象尖端放电制备一氧化氮； ②探究火花放电制备一氧化氮装置改进以及实验最佳条件探究； 教学目标： 知识与技能：掌握火花放电制备一氧化氮的实验原理；             了解火花放电的实验现象以及装置； 过程与方法：在观看实验过程，学会探究，利用实验室已有装置模拟自然界中的现象； 情感态度与价值观：在观看实验过程中，总结，建立利用科学的方法探究实验的科学观； 实验原理：N2＋O2 高压 2NO 实验设计思路：本实验选自高中化学必修二，在介绍氮和磷时提到:在电闪雷鸣的雨天,会产生放电现象,由于放电使空气中的N2和O2反应生成了NO, NO又被O2氧化成NO2, NO2在雨水中与水反应生成硝酸,随雨水淋洒到土壤中,并与土壤中的矿物质作用生成能被植物吸收的硝酸盐,这样就使土壤从空气中得到氮,促进植物的生长。但是这一实验现象书中提到的为自然现象，本实验探究如何利用实验室现有装置将其模拟出来，且我们知道 NO极易被氧化成NO2，所以实验装置在设计的过程中要保证实验装置密封，防止产物被氧化，对环境造成污染； 实验装置 实验步骤, 1.将N:和认按一比一的比例混合经容器A,用浓硫酸千燥后进入反应器B。 2.使B反应器中两电极放电间隙保持在2一3厘米,并接通高压直流电源,调整电压至电弧最佳态(约10KV),使混合气在电弧高温中强热五分钟左右。 3.再从E处与抽气机联连,缓慢抽气,同时由F处给容器D中输入纯氧气。 观察现象: 在开动抽气机缓慢抽气后,在千燥管0处仍是无色的。.在容器D中,看到的颜色是淡黄棕色。由此说明电弧作用下合成的一氧化氮是无色气体经氧化后成棕色的二氧化氮气体。 实验成败关键: 1.整个反应过程中保持气体干燥。 2.进入反应器B的氧气量不应过多,否则可能产生臭氧或直接产生二氧化氮的棕色。 3.在抽气的速度上要控制。 4,.抽气同时,给容器D要输入足量多的氧气,以使合成的一氧化氮完全氧化,使棕色明显。活塞把水位降到零点时即可。 （大家可以仿照这个格设计自己的表格，因为实在找不到一氧化氮的表格） 3.结果与讨论 电极位置对反应的影响 试验了正负电极位置的两种情况,一种为/尖对尖0式,一种为/平行交错式0。发现/尖对 尖0式放电时,电火花只在靠得最近的两个电极间产生,电火花数很难控制;而采用/平行交错 式0,电火花数易控制,产生的两条电火花从电极的一端移动到另一端,大大增加了氮气被氧化的面 积,使看到红棕色气体的时间缩短。数据见表1。本实验选择/平行交错式0。 电火花条数对反应的影响 电火花的数量由电极的形式决定,由一根或两根细铁丝固定在一铁钉上做成的电极分别可产生 一条或两条电火花,实验结果(见表1)表明同样条件下,产生两条电火花时反应速率最大;实验 选择两根细铁丝固定在一铁钉上做成的电极。见图2。 电极间距对反应的影响 电极以/平行交错0式放置,试验了电极平行交错约2cm,电极间距离为015cm、1cm、115cm, 放电时间分别为5min、10min、15min时,发现电极间距越大(数据见表1);但距离过大,放电需要 的电压过高,对实验仪器要求高;实验选择电极间距为115cm。 314 电流强度一定时电火花的数量及间距不同,对产生二氧化氮速度的影响 参考文献： 【1】李林海.光弧法合成一氧化氮【J】化学教学，1990（3）：18-19. 【2】李珍贵.杨力权，火花放电制备二氧化氮【J】楚雄师范学院学报，2011,6（6）:64-65. 【3】李大塘.一氧化氮和二氧化氮的制取及其性质实验新装置[J].教改实践与探讨,2001,     (2): 9-10。 【4】黄健培.“二氧化氮与水反应”的实验探究[J].化学教育, 2005 (增刊): 143-144