氨氣在氧氣中燃燒的實驗設計

林洪 陳貴新

摘要：針對氨氣在純氧條件下燃燒火焰不穩定且實驗成功率不高的狀況，進行了實驗探究。設計了一套氨氣在氧氣中燃燒的簡易實驗裝置，讓通有氨氣和氧氣的兩導管相接觸后點燃，可觀察到氨氣在氧氣中安靜燃燒，實驗現象明顯，效果較好；此實驗可作為氨氣性質的課外拓展延伸，利于學生加深對氨氣還原性的認識，進一步提升學習化學的興趣。

關鍵詞：氨氣在氧氣中燃燒；實驗裝置設計；實驗改進；中學化學實驗教學

文章編號：1005–6629（2013）8–0044–01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

有關氨氣在氧氣中燃燒的實驗在各版本高中化學教材中均很少提及，教材中只提到“在通常條件下，氨氣在氧氣中不反應；在催化劑存在的條件下，能與氧氣反應生成NO和H2O”，北師大無機化學教材[1]中提到“氨在純氧中能燃燒生成氮”。也有文章[2]中提到氨氣在氧氣中燃燒的方法，但實驗所需器材要進行一定的改裝，并且需將通有氨氣的導管伸入到充滿氧氣的容器中點燃。為解決上述問題，通過反復探究實驗，筆者提出了一套氨氣在氧氣中燃燒的簡易實驗裝置，最后證實，不用催化劑氨氣在純氧中確實能安靜地燃燒，實驗現象非常明顯，效果較好；此實驗可作為氨氣性質的課外拓展延伸，利于學生加深對氨氣還原性的認識，進一步提升學習化學的興趣。

1 實驗原理

所需的氨氣可以通過將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中快速產生，反應式為：NH3·H2O NH3↑+ H2O，另外，固體氫氧化鈉也可以吸收水蒸氣而具有一定干燥作用；氧氣可以通過將雙氧水滴入二氧化錳中產生，反應式為：2H2O2 2H2O+ O2↑，因該反應放熱有大量水蒸氣生成，產生的氧氣需經堿石灰干燥處理；燃燒實驗在新設計的裝置中進行，將產生氨氣和氧氣的兩導管相接觸后點燃，觀察現象，反應式為：4NH3+3O2

2N2+6H2O。

2 實驗儀器與藥品

大試管2個，鐵架臺2副，分液漏斗2個，干燥管1個，橡膠塞，玻璃導管，MnO2，固體NaOH，濃氨水，10% H2O2，堿石灰等。

3 實驗步驟和現象

（1）按圖1所示安裝好裝置，檢驗其氣密性。左邊裝置產生干燥氧氣，右邊裝置產生氨氣。

（2）分別將固體NaOH和MnO2裝入不同大試管中，將濃氨水和10%的雙氧水溶液裝入不同分液漏斗中，并按圖所示連接好裝置。

（3）先打開H2O2溶液分液漏斗開關，接著打開濃氨水分液漏斗開關。

（4）導管口點燃產生的氣體，觀察現象，可見黃中略帶淡綠色火焰產生，拿干燥小燒杯罩在火焰上方，杯壁馬上出現霧氣，說明有水生成。

4 操作注意事項

由雙氧水制得的氧氣較濕，不利于助燃，通過干燥管可以很好解決這一問題；另外雙氧水濃度不宜太大或太小，雙氧水和濃氨水滴加速度應適中，以免氣流不平穩導致火焰容易熄滅。實驗過程中要先打開雙氧水開關，再打開濃氨水開關，以免氨氣逸散污染空氣。

參考文獻：

[1]吳國慶.無機化學[M].北京：高等教育出版社，2010：520.

[2]石原鳳.氨氣在純氧中燃燒[J].化學教學，2002，（5）：10.

[3]文慶城.化學實驗研究[M].北京：科學出版社，2003：119～ 123.