製作人 ： ☺4號李盈臻 ☺13號吳少妤 ☺33號林子圯
實驗名稱：氮氣的備製與性質。
實驗目的：
藉由簡單的實驗，使學生熟悉氮氣的製造及收集氣體之方法，並了解 氮氣的化學性質。
實驗原理：
空氣中的氮氣約占總體積的78％，工業上由液態空氣分餾而得氮氣，實驗室中則常利用亞硝酸鈉及氯化氨的混合物加熱製造氮氣。
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NaNO2 (S) + NH4Cl (S) ------＞ NaCl (S)+ 2 H2O(l)+ N2 (g)
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Mg起反應。
高溫
3Mg(s) + N2(g) ------＞ Mg3N2(s)
氮氣與鎂反應產生氮化鎂，愈水即生成氨，可用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗。
Mg3N2(s) + 6H2O(l) ------＞ 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
實驗器材： 每組
l 硬試管 (直徑約3㎝，長約15㎝) ．．．．．．．．．．．．．．1支
l 玻璃導管 (直徑約0.5㎝，長約15㎝) ．．．．．．．．．．．．．1支
l 廣口集氣瓶 (容積約250立方公分)．．．．．．．．．．．．．．2個
l 塑膠水槽 (約30㎝ × 40㎝ × 15㎝) ．．．．．．．．．．．．．．1個
l 玻璃片 (約10㎝ × 10㎝) ．．． ．．．．．．．．．．．．．．2片
l 橡皮管 (直徑約0.5㎝，長約30㎝) ．．．．．．．．．．．．．．1段
l 單孔橡皮塞 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1個
l 燃燒匙 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1支
l 鐵架 (附鐵夾)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1組
l 酒精燈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1個
l 天平 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1台
l 稱量紙 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．數張
u 亞硝酸鈉 (NaNO2)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6.9克
u 氯化氨 (NH4Cl) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5.4克
u 鎂帶 (Mg) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．約3㎝
u 石蕊試紙(紅色)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1張
實驗步驟：
一、氮氣的製備
1. 分別稱取6.9克亞硝酸鈉與5.4克氯化氨，置於稱量紙上，交互提起稱量紙的 兩邊數次，使兩化合物均勻混合。
2. 將此混合物倒入硬試管中，硬試管管口略為向下傾斜，傾斜度以不使藥品向下滑落為原則。
3. 準備2個廣口集氣瓶，瓶中裝滿水後倒置於水槽備用。
4. 點燃酒精燈，加熱硬試管。
5. 將橡皮管尾端伸入水槽中，剛開始冒氣泡時不要收集，因為其中含有原來存在管中的氣體。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. 集滿氣體的廣口瓶以玻璃片蓋住，小心地移出水面之後，正立放置桌面上備用。
7. 2個廣口瓶皆收集完畢後，將橡皮管移出水面，之後才關掉酒精燈。
二、氮氣性質的檢驗
1. 點燃一支火柴(沒有火柴，以牙籤代替)，將它伸入廣口瓶中，並觀察有何現象？
2. 取一小段鎂帶置於燃燒匙中，將其點燃後迅速伸入第二個廣口瓶中，觀察有何現象發生？
3. 滴加少量蒸餾水於燃燒匙中的產物上，迅速將紅色石蕊試紙至於其上，觀察石蕊試紙有何現象發生？
實驗結果：
(1) 將點燃的火柴放入瓶中，火柴會熄滅。
(2) 將點燃的鎂帶放入瓶中，則會產生亮光；產物(氮化鎂 黃色)加水後，將潮濕紅色石蕊試紙至於其上方，則見石蕊試紙變為藍色。
問題與討論：
一、 收集氣體前，如何才能在倒置的廣口瓶中裝滿水？
Ans： 先將廣口瓶完全置入水中，使裡面無空氣，再用玻璃片蓋住瓶口，倒置於水槽中，再將玻璃片抽離即可。
二、 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？
Ans： 1.避免導致水逆流至試管中。
2. 如果先關閉火源，瓶內的氣體溫度會快速下降，使得瓶內壓力下降，而把水槽的水倒抽至瓶內，故需先把導管移出水面再關閉火源。
三、 長時間加熱硬試管，長導致硬試管破裂，有什麼方法可以使硬試管較不易破裂？
Ans：移動酒精燈燃燒試管，避免酒精燈在同一位置燃燒過久。
四、 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？
Ans： 1.會馬上熄滅
2. 說明：氮氣無助燃性、無可燃性。
五、 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之後，會使至於其上的潮濕石蕊試紙變成什麼顏色？
Ans：1.發生反應並產生亮光
2. 產物(氮化鎂)加水後水生成氨，使石蕊試紙變藍色。
六、 分別寫出鎂帶在氮氣中燃燒及其燃燒物加水的化學方程式。
Ans：1.鎂帶在氮氣中燃燒：
高溫
3Mg(s) + N2(g) ------＞ Mg3N2(s)
2.燃燒產物加水：
Mg3N2(s) + 6H2O(l) ------＞ 3Mg(OH)2(s) + 2NH3(g)
七、 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。
實驗後廢物氣之排放：
氫氧化鎂 : 鹼類 → 用大量水稀釋後排放
氯化鈉 : 固體鹽類 →用大量水稀釋後排放
實驗寫真：
實驗心得：
這次的實驗剛開始有點不太順利，因為沒穿上實驗衣還有試管不小心摔破，不過我們記取教訓，後來謹慎地每個步驟，該架的架好、該裝的裝好，開始收集氮氣，一開始加熱太集中，氣體有跑掉一些，不過最後還是完整的收集好了。看到那些收集來的氮氣還滿有成就感的，畢竟是自己親手收集來的嘛！= ˇ =
這次的實驗完美落幕，雖然中間有些小插曲，不過這都是為了奏出完美的樂章。
國中時，很少進入實驗室，所以對很多東西充滿好奇，這次的實驗滿足了我們這些好奇寶寶對實驗室的好奇，這都要感謝老師。
實驗中，最令我印象深刻的就是＂收集氣體＂，本來都一直再等它冒出氣體，等了很久，一直沒有氣體，後來突然大量的冒出來「啵...啵…啵啵啵啵啵－」有點小嚇到 =口= 被嚇完，馬上回神，深怕一個小細節沒做好，最後…收集的很完整。
Perfect！～
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