＝１０２第一組分組實驗報告＝
提供照片：２５ 羅世寧
製作報告：０５ 張蕥娟 ３７ 林弘恆
實驗名稱：氮氣的製備與性質
實驗目的：
利用亞硝酸納和氯化銨共同加熱製備氮氣的性質，即學習簡易的方式檢驗氮氣。
實驗原理：
空氣中的氮氣約佔總體機的78%，工業上由液態空氣分餾而得氮氣，實驗室裡則常利用亞硝酸鈉及氯化銨的混合物加熱製造氮氣。
NaNO2(s) + NH4Cl (s)—△—>NaCl (s) + N2
氮氣難溶於水，可用排水集氣法收集。氮氣的化學性質很不活潑，常 溫時幾乎不與任何物質反應，但高溫時則可與氧、鋰及鎂等起反應。
N2 (g) + O2 (g) —高溫—>2NO (g)
6Li (s) + N2(g) —高溫—> 2Li3N (s)
3Mg (s) + N2 (g) —高溫—> Mg3N2 (s)
氮氣與鎂反應產生氧化鎂，遇水及生成氨，可用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗。
Mg3N2 (s) + 6H2O (l) ——>3Mg(OH)2 (s) + 2NH3 (g)
各組所需的實驗器材：
Ø 硬試管 (直徑約3公分，長約15公分） 1支
Ø 玻璃導管(直徑約
Ø 廣口集氣瓶 (容積約250立方公分) 2個
Ø 塑膠水槽 (約
Ø 玻璃片 (約
Ø 橡皮管 (直徑約0.5㎝，長約30㎝) 1段
Ø 單孔橡皮塞 1個
Ø 燃燒匙 1支
Ø 本生燈 1個
Ø 天平 1台
Ø 鐵架(附鐵夾) 1組
Ø 秤量紙 一張
Ø 白紙 1張
實驗藥品:
Ø 亞硝酸納
Ø 氯化銨
Ø 鎂帶約
Ø 石蕊試紙(紅色)1張
Ø 火柴1支＝ ＝
實驗步驟：
１.
２.將此混合物倒入硬試管中，將硬試管固定於鐵架且讓管口略向下傾斜，傾斜度以不使藥品向下滑落為原則。
３.準備3個廣口集氣瓶，於瓶中裝滿水後倒置於裝有一半水量的水槽中備用
４.點燃本生燈，加熱硬試管
５.
剛開始冒氣泡時不要收集，因為其中含有原來的空氣。當有大量氣泡產生時
將橡皮管伸入廣口集氣瓶中收集氣體。
６.將集滿氣體的廣口集氣瓶以玻璃片蓋住，小心地移出水面後，正立放置於桌面上。
７.2個廣口集氣瓶接收及完畢後，將橡皮試管移出水面，之後才關閉本生燈。
實驗結果：
(1)點燃一根火柴,放入裝有氮氣的廣口瓶中,會使火柴熄滅,證明氮氣沒有助燃性。
(2)將燃燒的鎂帶放入廣口瓶中,鎂帶的白光會漸漸消失,此時鎂帶會與氮氣反應產生氮化鎂;將燃燒過後的產物加水,用紅色石蕊試紙進行檢驗,發現變成藍色。證明氮化鎂是鹼性物質 。
問題與討論：
1.收集氣體前，如何才能在倒置的廣口集氣瓶中裝滿水？
答:
將廣口集氣瓶裝滿水後蓋上玻璃片，小心翼翼地置入裝滿水的塑膠水槽內倒 置，再將玻璃片抽出
2 .氣體收集完畢後，為何須先將橡皮管移出水面後，才關閉火源？若不如此做，會有什麼後果？
答:
（1）如果先關火源,管中壓力會下降,然後盆內的水匯流回試管中
（2）試管是熱的,水是冷的,因為熱漲冷縮的關係,如果流回去試管會破裂
3 .長時間加熱硬試管，常會導致硬試管破裂，有什麼方法可使硬試管較不易破裂？
答:
持續的移動酒精燈,使火源均勻分布在試管中的物質上
4 .點燃的火柴在氮氣中會發生什麼現象？此現象說明氮氣具有什麼性質？
答:
點燃的火柴放入集氣瓶中,雖然沒有立即熄滅,卻也沒有助燃的現象發生,所 以證明氮氣不助燃也不可燃
5 .燃燒的鎂帶在氮氣中會發生什麼現象？燃燒匙中的產物加水後，會使置於其上的潮濕石蕊試紙變成什麼顏色？
答:
(1)發生反應並產生白光
(2)藍色,因為氮化鎂加水後為鹼性物質所
以測得為藍色
6 .分別寫出鎂帶在氮氣中燃燒及其燃燒產物加水的化學方程式。
答:
（1）鎂帶在氮氣中燃燒:
3Mg (s) + N2 (g) ——>Mg3N2 (s) 產生黃色的氮化鎂
（２）其燃燒產物加水:
Mg3N2(s) + 6H2O (l) → 3Mg(OH)2 (s) + 2NH3 (g) 會有氨臭味
7 .除了本實驗所使用的方法之外，請再舉出一種可用來製造氮氣的方法。
答:
利用氨氣通過灼熱的氧化銅而得到氮氣。
2NH3（g）+3CuO（s）——>3Cu + 3H2O+ N2
心得：
化學課讓我們學生最期待的就實習操作了！當踏入實驗室、領取器材時，大家都露出興奮的神情，老師一聲令下，各組的同學開始動作，每個人都能積極的參與，分工合作完成實驗，到最後一起討論，結束整個課程，感覺真的很踏實呢！ 我們這組是最早做完實驗的喔！實驗過程沒什麼太大的差錯，只是在鎂帶燃燒時，太晚放入裝滿氮氣的瓶子，沒有確實的將玻璃片蓋緊，燃燒後的鎂帶顏色與實驗說明的有點不一樣，大致上都是OK的啦！
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