硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料，化学式为HNO₃，这次为您整理了氨氧化法制硝酸教案【3篇】，希望能够给予您一些参考与帮助。
氨氧化古细菌(AOA)的研究进展
一直以来，氨氧化细菌(AOB)是硝化反应中负责将NH+4转化成为NO-2的一类无机自养微生物。近几年来国外一些学者于海洋中发现氮氧化古细菌(AOA)存在，它们同样广泛存在于土壤、自然水体、污水处理厂、垃圾渗滤液等产生硝化反应的环境中，负责将氨转化为亚硝酸盐。甚至在某些生态环境中，AOA占主导地位。概述了国外对不同环境下氨氧化古细菌种群多样性的'差异，以及各类环境中共有的氨氧化古细菌种类。最后，对今后氩氧化菌深入研究的方向及其功能作了进一步的展望。
作 者：陈熙 张明 郭怡雯 Chen Xi Zhang Ming Guo Yiwen 作者单位：华东师范大学环境科学系，上海，62 刊 名：上海化工 英文刊名：SHANGHAI CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 34(2) 分类号：Q911 关键词：氨氧化古细菌 系统发育 生态分布一、实验方程式、装置：
1、氨的催化氧化：
2、氨与氧气发生的其他反应：
(1)
(3)
3、重铬酸铵制备氧化铬催化剂：
4、一氧化氮反应生成硝酸：
5、圆底烧瓶中产生白烟：
6、氨的催化氧化实验装置： 7、氨的喷泉实验装置：
(2)
二、实验注意事项：
1、在氨的催化氧化实验中，首先应该在石棉网上加热铬酸铵固体，使得橘红色的重铬酸铵固体受热分解成为墨绿色的氧化铬，作为本实验的催化剂。在这个步骤中，用酒精灯加热，重铬酸铵受热分解火星四射，固体飞溅，可以用于实验室模拟“火山喷发”情景。
2、氨的催化氧化实验和喷泉实验均是涉及到气体反应的实验，在实验开始之前，务必要检验装置气密性，防止由于装置漏气而影响化学反应的发生或实验现象的观察。
3、在氨的催化氧化实验中，盛装氧化铬是要用玻璃纤维作为支持物来固定氧化铬的位置，氧化铬不能平摊在管中，而是应该堆满管的直径，且长度约为1cm
因为这样可以增大氧化铬催化剂与氨气、氧气的接触面积，让其反应更加充分，防止氨气和氧气还未反应即从管的上端直接逸出，使得反应不充分，影响氨的催化氧化实验现象的观察。
4、在氨的催化氧化实验中，一共有三个检验实验成功的标志，即：氧化铬催化剂处出现火星，圆底烧瓶中出现红棕色气体以及烧杯中石蕊试液变红色。故而，为了能够充分观察到氧化铬催化剂处出现明亮的火星，在装入氧化铬是不能将其夯得太实，应该让其稍微疏松一些，以便于观察实验现象。
5、在氨的催化氧化实验中，一定要等到氧化铬催化剂处出现了火星才开始鼓入氧气，因为只有氧化铬催化剂被加热到一定的程度后，氨的催化氧化反应才开始进行，此时才鼓入空气，可以防止由于太早鼓入空气，使得浓氨水太早挥发，氨气进入反应管而带来的不必要的浪费。
6、在氨的催化氧化实验中，使用双连球鼓入空气时，应该控制进气速度，以盛放石蕊试液的烧杯中有一个一个的气泡冒出为宜，若鼓入空气的速度太快，则会造成反应不完全，浪费实验试剂；若鼓入空气的速度太慢，又会使反应速率太慢，迟迟不能观察到反应现象。虽然对实验造成的影响不大，但也不可过快或过慢。
7、在氨的催化氧化实验中，氨水的浓度将会对反应速率造成很大的影响，所以在配置氨水时，应该注意浓氨水与蒸馏水的比例，经试验探索发现，当浓氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时，反应速率最快。
8、在氨的喷泉实验中，烧杯中最好能够盛放加热好的热水，因为相较于冷水来说，热水中氨气的溶解度更大，同时，热水可以加速浓氨水的分解，生成更多的氨气，使得实验现象更加明显。
9、在氨的喷泉实验中，常常观察不到喷泉现象，而是只观察到圆底烧瓶中的酚酞溶液的页面不断上升，这是因为烧杯中水的页面太低，使得酚酞溶液上升到球形瓶中所受的压力不够大，没有能够使水快速上升，从而导致难以观察到如喷泉一样的现象。所以，为了避免这样现象的发生，我们应该使烧杯中水的液面高度尽可能的高一些，让酚酞溶液能够受到更大的压力，从而使得液体迅速上升到圆底烧瓶中，以便于观察喷泉的实验现象。
三、实验思考：
1、在氨的催化氧化实验中，为什么催化剂要使用氧化铬？可以用其他催化剂代替它吗？它们又各有什么优缺点？
答：根据文献资料表明，可常用作氨催化氧化的催化剂有如下几种：Pt、Cu、Cr2O3、CoO、Fe2O3、MoO3、MnO2等，其中Pt的催化效果最佳，但价格昂贵，通常在中学实验教学中不采用；其次是Cr2O3，一般来说，这是中学进行该实验的常用催化剂，Cr2O3具有以下性质：绿色粉末，熔点为2708K，刚玉结构，P型半导体，含正离子缺位。资料表明，对于氧化物催化氨氧化，不是催化的导电性质，而是它的非计量的过量氧与活性间存在简单的线性关系，但实验中用Cr2O3做催化剂容易发生爆炸，安全性不高，且Cr2O3的实验废渣对环境污染程度大。资料认为CuO可以代替Cr2O3做氨催化氧化的催化剂，MnO2对该实验也有一定的催化作用。因为具有以下结构和性质：黑褐色粉末，熔点为1273K，P型半导体，含正离子缺位，体相还有过量的氧负离子存在，同时在高温下容易发生反应被氨还原成铜：3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2，此反应产生的铜可以避免实验发生爆炸，MnO2同样为P型半导体，含正离子缺位，体相还有过量的氧负离子存在，与CuO混合可以提高反应速率。所以用CuO和MnO2取代Cr2O3作催化剂是可行的，它们具有以下优势：CuO和MnO2的矿藏丰富，价格相对低廉；CuO和MnO2对环境的污染比Cr2O3小；在高温下反应生成的Cu可以预防爆炸事故的发生。
2、在氨的催化氧化实验中，氨水的浓度为多少时最有利于实验的顺利进行？ 答：在实验中，调节氨水的浓度分别为体积比氨水：水=1:1或1:1.5或1:2，以氧化铬作为反应的催化剂，记录实验现象为：
由上表格的实验现象可以得知，氨水的浓度在氨的催化氧化实验中，起着至关重要的作用，当氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时，产生红棕色气体，即二氧化氮，紫色石蕊试液变红，即产生足够量的硝酸，此时的反应效果最好，实验现象最明显，所以最佳浓度为体积比：浓氨水：蒸馏水=1:1.5。
3、在氨的催化氧化实验中，有哪些地方具有明显的缺陷？应该如何改进？ 答：在原本的氨的催化氧化实验装置中，可以看到红棕色的二氧化氮气体在圆底烧瓶中慢慢生成了，但是同时圆底烧瓶内却凝结了大量的水蒸气，使红棕色看起来模模糊糊的，这主要是因为氨气在氧化后生成了大量的水，水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察，而且会将其吸收形成硝酸酸雾，因此可将原有装置做改进，在燃烧管和圆底烧瓶中间增加一个装有无水氯化钙的干燥管，在这里氯化钙不但具有干燥的作用，还能吸收过量的氨气，可以更加直接清晰地观察到红棕色的二氧化氮气体。此外，可以用注射器收集70ml的O2后，再收集40ml的NH3,加热(NH4)2Cr2O7得Cr2O3,并放入玻璃管中部，玻璃管中部放适量Cr2O3,并加热该部位，尾气管先通入NaOH溶液，再缓缓推动注器，Cr2O3红热便可移开热源，继续推注射器至反应完全，并关闭通入NaOH溶液的导管，打开通入水的导管，拉注射器活塞，吸入少量水，振荡，再加入紫色石蕊试剂试管中明显地出现红棕色的气体，量多，颜色深，Cr2O3保持红热明显，无白烟产生，因为NH3全部被氧化，加水后，红棕色消失明显。
4、在氨的催化氧化实验中，双连球鼓气的速度对实验现象及结果有何影响？ 答：在氨的催化氧化实验中，在进行探究性实验之前，认为鼓气速度对实验有较大的影响，若鼓气速度过快则空气会从浓氨水中带出过多的氨气，而过量的氨气会和生成的NO2或NO反应形成含有硝酸铵或亚硝酸铵的白烟，而事实上大多数实验失败时确实出现了类似情况；若鼓气速度过慢则带出的氨气偏少，未达到反应所需的浓度，不但无法使催化剂保持红热状态，也不利于NO的生成。查阅文献，文献中通过多次实验，设计了如图实验装置对鼓气速度进行了初步研究，实验数据见表。
取质量分数约为21%的浓氨水分别进行以上实验，其中鼓气速度通过每分钟按多少下打气球进行比较，用500mL的量筒来测量排出的水的体积。四次实验均在相同的条件下进行，鼓气速度是唯一的变量。从实验数据不难看出，尽管鼓气的速度不同而且相差较大，但单位体积的空气能够带出的氨气的量却是基本不变的，显然在一定的温度和压强下，一定浓度的氨水的挥发性是恒定的。这个实验最终证明了氨水的挥发性即氨水的饱和蒸汽压只跟温度、浓度和压强有关，尽管只是初步实验，但是“氨气催化氧化”实验的成败显然与鼓气的速度没有直接的关系，当然极端的快速或慢速鼓气对实验也会造成不利的影响。
一、教学目标
1、知识与技能
掌握硝酸的重要特性——易挥发性、不稳定性和强氧化性
2、过程与方法
(1)展示两瓶新制的浓硝酸和久置的浓硝酸的不同，分析原因，加深对浓硝酸易分解的理解，以完成对重点的把握。
(2)引导学生带着问题观察浓稀硝酸与铜反应的对比实验演示，总结浓稀硝酸与金属非金属反应的规律以完成对难点的突破。
3、情感态度与价值观
通过实验观察，培养学生的科学态度和探究精神。
二、教学重点、难点 重点：硝酸的特性； 难点：硝酸的强氧化性。
三、教学模式
实验导学五部教学模式(复习引新——演示实验——分析诱导——小结散发——反馈练习)。
四、教学道具
投影仪
五、教学过程
(一)趣味导课，激发兴趣
最近媒体经常报道有人用黄铜仿制“黄金”行骗，被骗者后悔不迭，假如是你，你会上当么？你能不能利用所学的知识来识别黄金的真假？学好了这一节课我们就掌握了一种鉴别的本领。下面我们就接着上节课，学习硝酸的特性！
(二)把握重点、突破难点
1、把握重点：发现问题，自主探究
我由幻灯片给同学们展示两瓶硝酸，一瓶是新制的无色的浓硝酸，一瓶是久置的发黄的浓硝酸，并且强调两个问题。
【强调】
1、浓硝酸所处的环境的不避光的
2、盛装浓硝酸的试剂瓶是无色的 【设问】出现这种现象是什么原因呢？
下面我给同学分成六个小组，你们自行讨论，两分钟后，每个小组出一个代表和大家分享本组的讨论结果。接着我进行小结。
【解答】原因就是浓硝酸具有不稳定性，见光易分解，生成的二氧化氮溶在浓硝酸里从而出现黄色的现象 【递进】 由这种现象可以得出实验室保存浓硝酸应该用棕色的试剂瓶放在避光的地方。
【板书】下面写一下我们一起写一下硝酸分解的化学方程式 4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
这是浓硝酸不稳定性的探究，同学一定要掌握并学会解释浓硝酸久置发黄的原因。
(2)突破难点：演示实验、归纳总结
给大家观看图片，用铁罐和铝罐来盛装浓硝酸！
用铁罐车来盛装浓硝酸
用铝罐来盛装浓硝酸
【设问】硝酸是强酸，为什么能用铁罐和铝罐来盛装呢？ 小组继续讨论，时间为一分钟。我直接解答。
【解答】 因为浓硝酸具有强氧化性，在常温下遇到一些活泼金属会发生钝化现象，这一点是和浓硫酸一样的。
这是硝酸强氧化性的第一个体现。
【设问】好，下面我继续设问，硝酸是强酸，那它在与金属反应的时候会像其他酸一样生成氢气吗，接下来我播放一段浓稀硝酸分别与铜反应的视频，大家一定要注意观察以下问题：
(1)反应的剧烈程度如何？
(2)反应产生气体的颜色有什么不同？ (3)反应后溶液的颜色是怎样的？
好，看完这两个反应，你发现什么现象呢？哪位同学想和大家分享一下你的想法？
这个知识点比较难。我给大家解释下为什么会有这样的现象。
【解答】硝酸具有强氧化性，与金属反应通常不用加热，也不生成氢气。浓硝酸与稀硝酸氧化性不同，生成的还原产物也不同，浓硝酸氧化性强被还原为二氧化氮，所以它与金属反应生成对应的盐二氧化氮和水。稀硝酸氧化性相对于浓硝酸差一些被还原为一氧化氮，所以它与金属反应生成对应的盐一氧化氮和水。那我们就结合实验现象写一下铜与浓稀硝酸反应的化学方程式 【板书】 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 随着铜与浓稀硝酸的反应的新鲜出炉，我们就学会了鉴别黄金的一种方法！这也是硝酸强氧化性的第二个体现。也是本节课的难点，需要同学重点把握，好，下面大家根据铜与浓稀硝酸反应的化学方程式，写一下银与浓稀硝酸的反应方程式。找听得不太认真的同学到黑板上写！然后给他检查一下是否正确(如果不正确写出正确的方程式)。
【设问】 好，接下来我继续设问，硝酸的强氧化性仅仅体现在与金属的反应上吗？它与非金属反应不反应呢？请看下面这个视频(播放碳与浓硝酸反应的视频)，并观察实验现象。
(看完视频后)
【讲解】是的浓硝酸还会在加热的条件下与一些非金属反应，比如碳，下面请同学们参照金属与硝酸反应的方程式写一下碳与浓硝酸反应的化学方程式 同学写完后，我写出板书让同学们自己检查，以加深印象。 【板书】C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O 这是硝酸强氧化性的第三个体现。
(三)小结
以上就是我们对硝酸特性的探究，浓硝酸具有不稳定性，在光照或加热的条件下分解成二氧化氮氧气和水，所以在实验室保存浓硝酸时要装在无色的试剂瓶中放在避光的条件下。浓稀硝酸都具有强氧化性，与金属反应通常不用加热也不生成氢气，浓稀硝酸的氧化性不同生成的还原产物也不同，浓硝酸氧化性强与金属反省生成对应的盐二氧化氮和水，稀硝酸相对于浓硝酸来说氧化性弱一些与金属反应时生成对应的盐一氧化氮和水，浓硝酸在加热的条件下还与一些非金属反应。这是我们这节课的全部内容，非常重要，希望同学们能够掌握。
(四)课堂练习，课后作业
为了巩固一下我们的重点和难点，我们一起做一个练习题： 在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学反应方程式为 _____________________________ 实验现象为
_____________________________ (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的化学反应方程式为
_________________________________________________ (3)待反应停止后，再加入少量25%的稀H2SO4，这时铜片上又有气泡产生，其原因是
_____________________________________________________________________
【答案】
(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 铜片逐渐溶解，产生红棕色气体，溶液变为蓝色 (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)加入稀H2SO4后，H2SO4电离出的H+，与原溶液中的NO-3构成强氧化性条件(即相当于溶液中又生成了“稀硝酸”)，因此Cu又会溶解，铜片上产生气泡
由于时间关系我们课堂上就不做太多的练习题了，课后做一下练习册上对应的习题，下节课我们处理有关硝酸特性的习题！
五、板书设计
4.4硝酸的特性
1、不稳定性4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
2、强氧化性
a 铁和铝在常温下遇浓硝酸钝化。 b Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O c C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O